Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/netfilter/nf
[linux-block.git] / fs / btrfs / backref.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2011 STRATO.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/rbtree.h>
8 #include <trace/events/btrfs.h>
9 #include "ctree.h"
10 #include "disk-io.h"
11 #include "backref.h"
12 #include "ulist.h"
13 #include "transaction.h"
14 #include "delayed-ref.h"
15 #include "locking.h"
16 #include "misc.h"
17 #include "tree-mod-log.h"
18 #include "fs.h"
19 #include "accessors.h"
20 #include "extent-tree.h"
21 #include "relocation.h"
22 #include "tree-checker.h"
23
24 /* Just arbitrary numbers so we can be sure one of these happened. */
25 #define BACKREF_FOUND_SHARED     6
26 #define BACKREF_FOUND_NOT_SHARED 7
27
28 struct extent_inode_elem {
29         u64 inum;
30         u64 offset;
31         u64 num_bytes;
32         struct extent_inode_elem *next;
33 };
34
35 static int check_extent_in_eb(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx,
36                               const struct btrfs_key *key,
37                               const struct extent_buffer *eb,
38                               const struct btrfs_file_extent_item *fi,
39                               struct extent_inode_elem **eie)
40 {
41         const u64 data_len = btrfs_file_extent_num_bytes(eb, fi);
42         u64 offset = key->offset;
43         struct extent_inode_elem *e;
44         const u64 *root_ids;
45         int root_count;
46         bool cached;
47
48         if (!btrfs_file_extent_compression(eb, fi) &&
49             !btrfs_file_extent_encryption(eb, fi) &&
50             !btrfs_file_extent_other_encoding(eb, fi)) {
51                 u64 data_offset;
52
53                 data_offset = btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
54
55                 if (ctx->extent_item_pos < data_offset ||
56                     ctx->extent_item_pos >= data_offset + data_len)
57                         return 1;
58                 offset += ctx->extent_item_pos - data_offset;
59         }
60
61         if (!ctx->indirect_ref_iterator || !ctx->cache_lookup)
62                 goto add_inode_elem;
63
64         cached = ctx->cache_lookup(eb->start, ctx->user_ctx, &root_ids,
65                                    &root_count);
66         if (!cached)
67                 goto add_inode_elem;
68
69         for (int i = 0; i < root_count; i++) {
70                 int ret;
71
72                 ret = ctx->indirect_ref_iterator(key->objectid, offset,
73                                                  data_len, root_ids[i],
74                                                  ctx->user_ctx);
75                 if (ret)
76                         return ret;
77         }
78
79 add_inode_elem:
80         e = kmalloc(sizeof(*e), GFP_NOFS);
81         if (!e)
82                 return -ENOMEM;
83
84         e->next = *eie;
85         e->inum = key->objectid;
86         e->offset = offset;
87         e->num_bytes = data_len;
88         *eie = e;
89
90         return 0;
91 }
92
93 static void free_inode_elem_list(struct extent_inode_elem *eie)
94 {
95         struct extent_inode_elem *eie_next;
96
97         for (; eie; eie = eie_next) {
98                 eie_next = eie->next;
99                 kfree(eie);
100         }
101 }
102
103 static int find_extent_in_eb(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx,
104                              const struct extent_buffer *eb,
105                              struct extent_inode_elem **eie)
106 {
107         u64 disk_byte;
108         struct btrfs_key key;
109         struct btrfs_file_extent_item *fi;
110         int slot;
111         int nritems;
112         int extent_type;
113         int ret;
114
115         /*
116          * from the shared data ref, we only have the leaf but we need
117          * the key. thus, we must look into all items and see that we
118          * find one (some) with a reference to our extent item.
119          */
120         nritems = btrfs_header_nritems(eb);
121         for (slot = 0; slot < nritems; ++slot) {
122                 btrfs_item_key_to_cpu(eb, &key, slot);
123                 if (key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
124                         continue;
125                 fi = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_file_extent_item);
126                 extent_type = btrfs_file_extent_type(eb, fi);
127                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
128                         continue;
129                 /* don't skip BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC, we can handle that */
130                 disk_byte = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, fi);
131                 if (disk_byte != ctx->bytenr)
132                         continue;
133
134                 ret = check_extent_in_eb(ctx, &key, eb, fi, eie);
135                 if (ret == BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP || ret < 0)
136                         return ret;
137         }
138
139         return 0;
140 }
141
142 struct preftree {
143         struct rb_root_cached root;
144         unsigned int count;
145 };
146
147 #define PREFTREE_INIT   { .root = RB_ROOT_CACHED, .count = 0 }
148
149 struct preftrees {
150         struct preftree direct;    /* BTRFS_SHARED_[DATA|BLOCK]_REF_KEY */
151         struct preftree indirect;  /* BTRFS_[TREE_BLOCK|EXTENT_DATA]_REF_KEY */
152         struct preftree indirect_missing_keys;
153 };
154
155 /*
156  * Checks for a shared extent during backref search.
157  *
158  * The share_count tracks prelim_refs (direct and indirect) having a
159  * ref->count >0:
160  *  - incremented when a ref->count transitions to >0
161  *  - decremented when a ref->count transitions to <1
162  */
163 struct share_check {
164         struct btrfs_backref_share_check_ctx *ctx;
165         struct btrfs_root *root;
166         u64 inum;
167         u64 data_bytenr;
168         u64 data_extent_gen;
169         /*
170          * Counts number of inodes that refer to an extent (different inodes in
171          * the same root or different roots) that we could find. The sharedness
172          * check typically stops once this counter gets greater than 1, so it
173          * may not reflect the total number of inodes.
174          */
175         int share_count;
176         /*
177          * The number of times we found our inode refers to the data extent we
178          * are determining the sharedness. In other words, how many file extent
179          * items we could find for our inode that point to our target data
180          * extent. The value we get here after finishing the extent sharedness
181          * check may be smaller than reality, but if it ends up being greater
182          * than 1, then we know for sure the inode has multiple file extent
183          * items that point to our inode, and we can safely assume it's useful
184          * to cache the sharedness check result.
185          */
186         int self_ref_count;
187         bool have_delayed_delete_refs;
188 };
189
190 static inline int extent_is_shared(struct share_check *sc)
191 {
192         return (sc && sc->share_count > 1) ? BACKREF_FOUND_SHARED : 0;
193 }
194
195 static struct kmem_cache *btrfs_prelim_ref_cache;
196
197 int __init btrfs_prelim_ref_init(void)
198 {
199         btrfs_prelim_ref_cache = kmem_cache_create("btrfs_prelim_ref",
200                                         sizeof(struct prelim_ref),
201                                         0,
202                                         SLAB_MEM_SPREAD,
203                                         NULL);
204         if (!btrfs_prelim_ref_cache)
205                 return -ENOMEM;
206         return 0;
207 }
208
209 void __cold btrfs_prelim_ref_exit(void)
210 {
211         kmem_cache_destroy(btrfs_prelim_ref_cache);
212 }
213
214 static void free_pref(struct prelim_ref *ref)
215 {
216         kmem_cache_free(btrfs_prelim_ref_cache, ref);
217 }
218
219 /*
220  * Return 0 when both refs are for the same block (and can be merged).
221  * A -1 return indicates ref1 is a 'lower' block than ref2, while 1
222  * indicates a 'higher' block.
223  */
224 static int prelim_ref_compare(struct prelim_ref *ref1,
225                               struct prelim_ref *ref2)
226 {
227         if (ref1->level < ref2->level)
228                 return -1;
229         if (ref1->level > ref2->level)
230                 return 1;
231         if (ref1->root_id < ref2->root_id)
232                 return -1;
233         if (ref1->root_id > ref2->root_id)
234                 return 1;
235         if (ref1->key_for_search.type < ref2->key_for_search.type)
236                 return -1;
237         if (ref1->key_for_search.type > ref2->key_for_search.type)
238                 return 1;
239         if (ref1->key_for_search.objectid < ref2->key_for_search.objectid)
240                 return -1;
241         if (ref1->key_for_search.objectid > ref2->key_for_search.objectid)
242                 return 1;
243         if (ref1->key_for_search.offset < ref2->key_for_search.offset)
244                 return -1;
245         if (ref1->key_for_search.offset > ref2->key_for_search.offset)
246                 return 1;
247         if (ref1->parent < ref2->parent)
248                 return -1;
249         if (ref1->parent > ref2->parent)
250                 return 1;
251
252         return 0;
253 }
254
255 static void update_share_count(struct share_check *sc, int oldcount,
256                                int newcount, struct prelim_ref *newref)
257 {
258         if ((!sc) || (oldcount == 0 && newcount < 1))
259                 return;
260
261         if (oldcount > 0 && newcount < 1)
262                 sc->share_count--;
263         else if (oldcount < 1 && newcount > 0)
264                 sc->share_count++;
265
266         if (newref->root_id == sc->root->root_key.objectid &&
267             newref->wanted_disk_byte == sc->data_bytenr &&
268             newref->key_for_search.objectid == sc->inum)
269                 sc->self_ref_count += newref->count;
270 }
271
272 /*
273  * Add @newref to the @root rbtree, merging identical refs.
274  *
275  * Callers should assume that newref has been freed after calling.
276  */
277 static void prelim_ref_insert(const struct btrfs_fs_info *fs_info,
278                               struct preftree *preftree,
279                               struct prelim_ref *newref,
280                               struct share_check *sc)
281 {
282         struct rb_root_cached *root;
283         struct rb_node **p;
284         struct rb_node *parent = NULL;
285         struct prelim_ref *ref;
286         int result;
287         bool leftmost = true;
288
289         root = &preftree->root;
290         p = &root->rb_root.rb_node;
291
292         while (*p) {
293                 parent = *p;
294                 ref = rb_entry(parent, struct prelim_ref, rbnode);
295                 result = prelim_ref_compare(ref, newref);
296                 if (result < 0) {
297                         p = &(*p)->rb_left;
298                 } else if (result > 0) {
299                         p = &(*p)->rb_right;
300                         leftmost = false;
301                 } else {
302                         /* Identical refs, merge them and free @newref */
303                         struct extent_inode_elem *eie = ref->inode_list;
304
305                         while (eie && eie->next)
306                                 eie = eie->next;
307
308                         if (!eie)
309                                 ref->inode_list = newref->inode_list;
310                         else
311                                 eie->next = newref->inode_list;
312                         trace_btrfs_prelim_ref_merge(fs_info, ref, newref,
313                                                      preftree->count);
314                         /*
315                          * A delayed ref can have newref->count < 0.
316                          * The ref->count is updated to follow any
317                          * BTRFS_[ADD|DROP]_DELAYED_REF actions.
318                          */
319                         update_share_count(sc, ref->count,
320                                            ref->count + newref->count, newref);
321                         ref->count += newref->count;
322                         free_pref(newref);
323                         return;
324                 }
325         }
326
327         update_share_count(sc, 0, newref->count, newref);
328         preftree->count++;
329         trace_btrfs_prelim_ref_insert(fs_info, newref, NULL, preftree->count);
330         rb_link_node(&newref->rbnode, parent, p);
331         rb_insert_color_cached(&newref->rbnode, root, leftmost);
332 }
333
334 /*
335  * Release the entire tree.  We don't care about internal consistency so
336  * just free everything and then reset the tree root.
337  */
338 static void prelim_release(struct preftree *preftree)
339 {
340         struct prelim_ref *ref, *next_ref;
341
342         rbtree_postorder_for_each_entry_safe(ref, next_ref,
343                                              &preftree->root.rb_root, rbnode) {
344                 free_inode_elem_list(ref->inode_list);
345                 free_pref(ref);
346         }
347
348         preftree->root = RB_ROOT_CACHED;
349         preftree->count = 0;
350 }
351
352 /*
353  * the rules for all callers of this function are:
354  * - obtaining the parent is the goal
355  * - if you add a key, you must know that it is a correct key
356  * - if you cannot add the parent or a correct key, then we will look into the
357  *   block later to set a correct key
358  *
359  * delayed refs
360  * ============
361  *        backref type | shared | indirect | shared | indirect
362  * information         |   tree |     tree |   data |     data
363  * --------------------+--------+----------+--------+----------
364  *      parent logical |    y   |     -    |    -   |     -
365  *      key to resolve |    -   |     y    |    y   |     y
366  *  tree block logical |    -   |     -    |    -   |     -
367  *  root for resolving |    y   |     y    |    y   |     y
368  *
369  * - column 1:       we've the parent -> done
370  * - column 2, 3, 4: we use the key to find the parent
371  *
372  * on disk refs (inline or keyed)
373  * ==============================
374  *        backref type | shared | indirect | shared | indirect
375  * information         |   tree |     tree |   data |     data
376  * --------------------+--------+----------+--------+----------
377  *      parent logical |    y   |     -    |    y   |     -
378  *      key to resolve |    -   |     -    |    -   |     y
379  *  tree block logical |    y   |     y    |    y   |     y
380  *  root for resolving |    -   |     y    |    y   |     y
381  *
382  * - column 1, 3: we've the parent -> done
383  * - column 2:    we take the first key from the block to find the parent
384  *                (see add_missing_keys)
385  * - column 4:    we use the key to find the parent
386  *
387  * additional information that's available but not required to find the parent
388  * block might help in merging entries to gain some speed.
389  */
390 static int add_prelim_ref(const struct btrfs_fs_info *fs_info,
391                           struct preftree *preftree, u64 root_id,
392                           const struct btrfs_key *key, int level, u64 parent,
393                           u64 wanted_disk_byte, int count,
394                           struct share_check *sc, gfp_t gfp_mask)
395 {
396         struct prelim_ref *ref;
397
398         if (root_id == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
399                 return 0;
400
401         ref = kmem_cache_alloc(btrfs_prelim_ref_cache, gfp_mask);
402         if (!ref)
403                 return -ENOMEM;
404
405         ref->root_id = root_id;
406         if (key)
407                 ref->key_for_search = *key;
408         else
409                 memset(&ref->key_for_search, 0, sizeof(ref->key_for_search));
410
411         ref->inode_list = NULL;
412         ref->level = level;
413         ref->count = count;
414         ref->parent = parent;
415         ref->wanted_disk_byte = wanted_disk_byte;
416         prelim_ref_insert(fs_info, preftree, ref, sc);
417         return extent_is_shared(sc);
418 }
419
420 /* direct refs use root == 0, key == NULL */
421 static int add_direct_ref(const struct btrfs_fs_info *fs_info,
422                           struct preftrees *preftrees, int level, u64 parent,
423                           u64 wanted_disk_byte, int count,
424                           struct share_check *sc, gfp_t gfp_mask)
425 {
426         return add_prelim_ref(fs_info, &preftrees->direct, 0, NULL, level,
427                               parent, wanted_disk_byte, count, sc, gfp_mask);
428 }
429
430 /* indirect refs use parent == 0 */
431 static int add_indirect_ref(const struct btrfs_fs_info *fs_info,
432                             struct preftrees *preftrees, u64 root_id,
433                             const struct btrfs_key *key, int level,
434                             u64 wanted_disk_byte, int count,
435                             struct share_check *sc, gfp_t gfp_mask)
436 {
437         struct preftree *tree = &preftrees->indirect;
438
439         if (!key)
440                 tree = &preftrees->indirect_missing_keys;
441         return add_prelim_ref(fs_info, tree, root_id, key, level, 0,
442                               wanted_disk_byte, count, sc, gfp_mask);
443 }
444
445 static int is_shared_data_backref(struct preftrees *preftrees, u64 bytenr)
446 {
447         struct rb_node **p = &preftrees->direct.root.rb_root.rb_node;
448         struct rb_node *parent = NULL;
449         struct prelim_ref *ref = NULL;
450         struct prelim_ref target = {};
451         int result;
452
453         target.parent = bytenr;
454
455         while (*p) {
456                 parent = *p;
457                 ref = rb_entry(parent, struct prelim_ref, rbnode);
458                 result = prelim_ref_compare(ref, &target);
459
460                 if (result < 0)
461                         p = &(*p)->rb_left;
462                 else if (result > 0)
463                         p = &(*p)->rb_right;
464                 else
465                         return 1;
466         }
467         return 0;
468 }
469
470 static int add_all_parents(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx,
471                            struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path,
472                            struct ulist *parents,
473                            struct preftrees *preftrees, struct prelim_ref *ref,
474                            int level)
475 {
476         int ret = 0;
477         int slot;
478         struct extent_buffer *eb;
479         struct btrfs_key key;
480         struct btrfs_key *key_for_search = &ref->key_for_search;
481         struct btrfs_file_extent_item *fi;
482         struct extent_inode_elem *eie = NULL, *old = NULL;
483         u64 disk_byte;
484         u64 wanted_disk_byte = ref->wanted_disk_byte;
485         u64 count = 0;
486         u64 data_offset;
487         u8 type;
488
489         if (level != 0) {
490                 eb = path->nodes[level];
491                 ret = ulist_add(parents, eb->start, 0, GFP_NOFS);
492                 if (ret < 0)
493                         return ret;
494                 return 0;
495         }
496
497         /*
498          * 1. We normally enter this function with the path already pointing to
499          *    the first item to check. But sometimes, we may enter it with
500          *    slot == nritems.
501          * 2. We are searching for normal backref but bytenr of this leaf
502          *    matches shared data backref
503          * 3. The leaf owner is not equal to the root we are searching
504          *
505          * For these cases, go to the next leaf before we continue.
506          */
507         eb = path->nodes[0];
508         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(eb) ||
509             is_shared_data_backref(preftrees, eb->start) ||
510             ref->root_id != btrfs_header_owner(eb)) {
511                 if (ctx->time_seq == BTRFS_SEQ_LAST)
512                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
513                 else
514                         ret = btrfs_next_old_leaf(root, path, ctx->time_seq);
515         }
516
517         while (!ret && count < ref->count) {
518                 eb = path->nodes[0];
519                 slot = path->slots[0];
520
521                 btrfs_item_key_to_cpu(eb, &key, slot);
522
523                 if (key.objectid != key_for_search->objectid ||
524                     key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
525                         break;
526
527                 /*
528                  * We are searching for normal backref but bytenr of this leaf
529                  * matches shared data backref, OR
530                  * the leaf owner is not equal to the root we are searching for
531                  */
532                 if (slot == 0 &&
533                     (is_shared_data_backref(preftrees, eb->start) ||
534                      ref->root_id != btrfs_header_owner(eb))) {
535                         if (ctx->time_seq == BTRFS_SEQ_LAST)
536                                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
537                         else
538                                 ret = btrfs_next_old_leaf(root, path, ctx->time_seq);
539                         continue;
540                 }
541                 fi = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_file_extent_item);
542                 type = btrfs_file_extent_type(eb, fi);
543                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
544                         goto next;
545                 disk_byte = btrfs_file_extent_disk_bytenr(eb, fi);
546                 data_offset = btrfs_file_extent_offset(eb, fi);
547
548                 if (disk_byte == wanted_disk_byte) {
549                         eie = NULL;
550                         old = NULL;
551                         if (ref->key_for_search.offset == key.offset - data_offset)
552                                 count++;
553                         else
554                                 goto next;
555                         if (!ctx->ignore_extent_item_pos) {
556                                 ret = check_extent_in_eb(ctx, &key, eb, fi, &eie);
557                                 if (ret == BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP ||
558                                     ret < 0)
559                                         break;
560                         }
561                         if (ret > 0)
562                                 goto next;
563                         ret = ulist_add_merge_ptr(parents, eb->start,
564                                                   eie, (void **)&old, GFP_NOFS);
565                         if (ret < 0)
566                                 break;
567                         if (!ret && !ctx->ignore_extent_item_pos) {
568                                 while (old->next)
569                                         old = old->next;
570                                 old->next = eie;
571                         }
572                         eie = NULL;
573                 }
574 next:
575                 if (ctx->time_seq == BTRFS_SEQ_LAST)
576                         ret = btrfs_next_item(root, path);
577                 else
578                         ret = btrfs_next_old_item(root, path, ctx->time_seq);
579         }
580
581         if (ret == BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP || ret < 0)
582                 free_inode_elem_list(eie);
583         else if (ret > 0)
584                 ret = 0;
585
586         return ret;
587 }
588
589 /*
590  * resolve an indirect backref in the form (root_id, key, level)
591  * to a logical address
592  */
593 static int resolve_indirect_ref(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx,
594                                 struct btrfs_path *path,
595                                 struct preftrees *preftrees,
596                                 struct prelim_ref *ref, struct ulist *parents)
597 {
598         struct btrfs_root *root;
599         struct extent_buffer *eb;
600         int ret = 0;
601         int root_level;
602         int level = ref->level;
603         struct btrfs_key search_key = ref->key_for_search;
604
605         /*
606          * If we're search_commit_root we could possibly be holding locks on
607          * other tree nodes.  This happens when qgroups does backref walks when
608          * adding new delayed refs.  To deal with this we need to look in cache
609          * for the root, and if we don't find it then we need to search the
610          * tree_root's commit root, thus the btrfs_get_fs_root_commit_root usage
611          * here.
612          */
613         if (path->search_commit_root)
614                 root = btrfs_get_fs_root_commit_root(ctx->fs_info, path, ref->root_id);
615         else
616                 root = btrfs_get_fs_root(ctx->fs_info, ref->root_id, false);
617         if (IS_ERR(root)) {
618                 ret = PTR_ERR(root);
619                 goto out_free;
620         }
621
622         if (!path->search_commit_root &&
623             test_bit(BTRFS_ROOT_DELETING, &root->state)) {
624                 ret = -ENOENT;
625                 goto out;
626         }
627
628         if (btrfs_is_testing(ctx->fs_info)) {
629                 ret = -ENOENT;
630                 goto out;
631         }
632
633         if (path->search_commit_root)
634                 root_level = btrfs_header_level(root->commit_root);
635         else if (ctx->time_seq == BTRFS_SEQ_LAST)
636                 root_level = btrfs_header_level(root->node);
637         else
638                 root_level = btrfs_old_root_level(root, ctx->time_seq);
639
640         if (root_level + 1 == level)
641                 goto out;
642
643         /*
644          * We can often find data backrefs with an offset that is too large
645          * (>= LLONG_MAX, maximum allowed file offset) due to underflows when
646          * subtracting a file's offset with the data offset of its
647          * corresponding extent data item. This can happen for example in the
648          * clone ioctl.
649          *
650          * So if we detect such case we set the search key's offset to zero to
651          * make sure we will find the matching file extent item at
652          * add_all_parents(), otherwise we will miss it because the offset
653          * taken form the backref is much larger then the offset of the file
654          * extent item. This can make us scan a very large number of file
655          * extent items, but at least it will not make us miss any.
656          *
657          * This is an ugly workaround for a behaviour that should have never
658          * existed, but it does and a fix for the clone ioctl would touch a lot
659          * of places, cause backwards incompatibility and would not fix the
660          * problem for extents cloned with older kernels.
661          */
662         if (search_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY &&
663             search_key.offset >= LLONG_MAX)
664                 search_key.offset = 0;
665         path->lowest_level = level;
666         if (ctx->time_seq == BTRFS_SEQ_LAST)
667                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &search_key, path, 0, 0);
668         else
669                 ret = btrfs_search_old_slot(root, &search_key, path, ctx->time_seq);
670
671         btrfs_debug(ctx->fs_info,
672                 "search slot in root %llu (level %d, ref count %d) returned %d for key (%llu %u %llu)",
673                  ref->root_id, level, ref->count, ret,
674                  ref->key_for_search.objectid, ref->key_for_search.type,
675                  ref->key_for_search.offset);
676         if (ret < 0)
677                 goto out;
678
679         eb = path->nodes[level];
680         while (!eb) {
681                 if (WARN_ON(!level)) {
682                         ret = 1;
683                         goto out;
684                 }
685                 level--;
686                 eb = path->nodes[level];
687         }
688
689         ret = add_all_parents(ctx, root, path, parents, preftrees, ref, level);
690 out:
691         btrfs_put_root(root);
692 out_free:
693         path->lowest_level = 0;
694         btrfs_release_path(path);
695         return ret;
696 }
697
698 static struct extent_inode_elem *
699 unode_aux_to_inode_list(struct ulist_node *node)
700 {
701         if (!node)
702                 return NULL;
703         return (struct extent_inode_elem *)(uintptr_t)node->aux;
704 }
705
706 static void free_leaf_list(struct ulist *ulist)
707 {
708         struct ulist_node *node;
709         struct ulist_iterator uiter;
710
711         ULIST_ITER_INIT(&uiter);
712         while ((node = ulist_next(ulist, &uiter)))
713                 free_inode_elem_list(unode_aux_to_inode_list(node));
714
715         ulist_free(ulist);
716 }
717
718 /*
719  * We maintain three separate rbtrees: one for direct refs, one for
720  * indirect refs which have a key, and one for indirect refs which do not
721  * have a key. Each tree does merge on insertion.
722  *
723  * Once all of the references are located, we iterate over the tree of
724  * indirect refs with missing keys. An appropriate key is located and
725  * the ref is moved onto the tree for indirect refs. After all missing
726  * keys are thus located, we iterate over the indirect ref tree, resolve
727  * each reference, and then insert the resolved reference onto the
728  * direct tree (merging there too).
729  *
730  * New backrefs (i.e., for parent nodes) are added to the appropriate
731  * rbtree as they are encountered. The new backrefs are subsequently
732  * resolved as above.
733  */
734 static int resolve_indirect_refs(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx,
735                                  struct btrfs_path *path,
736                                  struct preftrees *preftrees,
737                                  struct share_check *sc)
738 {
739         int err;
740         int ret = 0;
741         struct ulist *parents;
742         struct ulist_node *node;
743         struct ulist_iterator uiter;
744         struct rb_node *rnode;
745
746         parents = ulist_alloc(GFP_NOFS);
747         if (!parents)
748                 return -ENOMEM;
749
750         /*
751          * We could trade memory usage for performance here by iterating
752          * the tree, allocating new refs for each insertion, and then
753          * freeing the entire indirect tree when we're done.  In some test
754          * cases, the tree can grow quite large (~200k objects).
755          */
756         while ((rnode = rb_first_cached(&preftrees->indirect.root))) {
757                 struct prelim_ref *ref;
758
759                 ref = rb_entry(rnode, struct prelim_ref, rbnode);
760                 if (WARN(ref->parent,
761                          "BUG: direct ref found in indirect tree")) {
762                         ret = -EINVAL;
763                         goto out;
764                 }
765
766                 rb_erase_cached(&ref->rbnode, &preftrees->indirect.root);
767                 preftrees->indirect.count--;
768
769                 if (ref->count == 0) {
770                         free_pref(ref);
771                         continue;
772                 }
773
774                 if (sc && ref->root_id != sc->root->root_key.objectid) {
775                         free_pref(ref);
776                         ret = BACKREF_FOUND_SHARED;
777                         goto out;
778                 }
779                 err = resolve_indirect_ref(ctx, path, preftrees, ref, parents);
780                 /*
781                  * we can only tolerate ENOENT,otherwise,we should catch error
782                  * and return directly.
783                  */
784                 if (err == -ENOENT) {
785                         prelim_ref_insert(ctx->fs_info, &preftrees->direct, ref,
786                                           NULL);
787                         continue;
788                 } else if (err) {
789                         free_pref(ref);
790                         ret = err;
791                         goto out;
792                 }
793
794                 /* we put the first parent into the ref at hand */
795                 ULIST_ITER_INIT(&uiter);
796                 node = ulist_next(parents, &uiter);
797                 ref->parent = node ? node->val : 0;
798                 ref->inode_list = unode_aux_to_inode_list(node);
799
800                 /* Add a prelim_ref(s) for any other parent(s). */
801                 while ((node = ulist_next(parents, &uiter))) {
802                         struct prelim_ref *new_ref;
803
804                         new_ref = kmem_cache_alloc(btrfs_prelim_ref_cache,
805                                                    GFP_NOFS);
806                         if (!new_ref) {
807                                 free_pref(ref);
808                                 ret = -ENOMEM;
809                                 goto out;
810                         }
811                         memcpy(new_ref, ref, sizeof(*ref));
812                         new_ref->parent = node->val;
813                         new_ref->inode_list = unode_aux_to_inode_list(node);
814                         prelim_ref_insert(ctx->fs_info, &preftrees->direct,
815                                           new_ref, NULL);
816                 }
817
818                 /*
819                  * Now it's a direct ref, put it in the direct tree. We must
820                  * do this last because the ref could be merged/freed here.
821                  */
822                 prelim_ref_insert(ctx->fs_info, &preftrees->direct, ref, NULL);
823
824                 ulist_reinit(parents);
825                 cond_resched();
826         }
827 out:
828         /*
829          * We may have inode lists attached to refs in the parents ulist, so we
830          * must free them before freeing the ulist and its refs.
831          */
832         free_leaf_list(parents);
833         return ret;
834 }
835
836 /*
837  * read tree blocks and add keys where required.
838  */
839 static int add_missing_keys(struct btrfs_fs_info *fs_info,
840                             struct preftrees *preftrees, bool lock)
841 {
842         struct prelim_ref *ref;
843         struct extent_buffer *eb;
844         struct preftree *tree = &preftrees->indirect_missing_keys;
845         struct rb_node *node;
846
847         while ((node = rb_first_cached(&tree->root))) {
848                 struct btrfs_tree_parent_check check = { 0 };
849
850                 ref = rb_entry(node, struct prelim_ref, rbnode);
851                 rb_erase_cached(node, &tree->root);
852
853                 BUG_ON(ref->parent);    /* should not be a direct ref */
854                 BUG_ON(ref->key_for_search.type);
855                 BUG_ON(!ref->wanted_disk_byte);
856
857                 check.level = ref->level - 1;
858                 check.owner_root = ref->root_id;
859
860                 eb = read_tree_block(fs_info, ref->wanted_disk_byte, &check);
861                 if (IS_ERR(eb)) {
862                         free_pref(ref);
863                         return PTR_ERR(eb);
864                 }
865                 if (!extent_buffer_uptodate(eb)) {
866                         free_pref(ref);
867                         free_extent_buffer(eb);
868                         return -EIO;
869                 }
870
871                 if (lock)
872                         btrfs_tree_read_lock(eb);
873                 if (btrfs_header_level(eb) == 0)
874                         btrfs_item_key_to_cpu(eb, &ref->key_for_search, 0);
875                 else
876                         btrfs_node_key_to_cpu(eb, &ref->key_for_search, 0);
877                 if (lock)
878                         btrfs_tree_read_unlock(eb);
879                 free_extent_buffer(eb);
880                 prelim_ref_insert(fs_info, &preftrees->indirect, ref, NULL);
881                 cond_resched();
882         }
883         return 0;
884 }
885
886 /*
887  * add all currently queued delayed refs from this head whose seq nr is
888  * smaller or equal that seq to the list
889  */
890 static int add_delayed_refs(const struct btrfs_fs_info *fs_info,
891                             struct btrfs_delayed_ref_head *head, u64 seq,
892                             struct preftrees *preftrees, struct share_check *sc)
893 {
894         struct btrfs_delayed_ref_node *node;
895         struct btrfs_key key;
896         struct rb_node *n;
897         int count;
898         int ret = 0;
899
900         spin_lock(&head->lock);
901         for (n = rb_first_cached(&head->ref_tree); n; n = rb_next(n)) {
902                 node = rb_entry(n, struct btrfs_delayed_ref_node,
903                                 ref_node);
904                 if (node->seq > seq)
905                         continue;
906
907                 switch (node->action) {
908                 case BTRFS_ADD_DELAYED_EXTENT:
909                 case BTRFS_UPDATE_DELAYED_HEAD:
910                         WARN_ON(1);
911                         continue;
912                 case BTRFS_ADD_DELAYED_REF:
913                         count = node->ref_mod;
914                         break;
915                 case BTRFS_DROP_DELAYED_REF:
916                         count = node->ref_mod * -1;
917                         break;
918                 default:
919                         BUG();
920                 }
921                 switch (node->type) {
922                 case BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY: {
923                         /* NORMAL INDIRECT METADATA backref */
924                         struct btrfs_delayed_tree_ref *ref;
925                         struct btrfs_key *key_ptr = NULL;
926
927                         if (head->extent_op && head->extent_op->update_key) {
928                                 btrfs_disk_key_to_cpu(&key, &head->extent_op->key);
929                                 key_ptr = &key;
930                         }
931
932                         ref = btrfs_delayed_node_to_tree_ref(node);
933                         ret = add_indirect_ref(fs_info, preftrees, ref->root,
934                                                key_ptr, ref->level + 1,
935                                                node->bytenr, count, sc,
936                                                GFP_ATOMIC);
937                         break;
938                 }
939                 case BTRFS_SHARED_BLOCK_REF_KEY: {
940                         /* SHARED DIRECT METADATA backref */
941                         struct btrfs_delayed_tree_ref *ref;
942
943                         ref = btrfs_delayed_node_to_tree_ref(node);
944
945                         ret = add_direct_ref(fs_info, preftrees, ref->level + 1,
946                                              ref->parent, node->bytenr, count,
947                                              sc, GFP_ATOMIC);
948                         break;
949                 }
950                 case BTRFS_EXTENT_DATA_REF_KEY: {
951                         /* NORMAL INDIRECT DATA backref */
952                         struct btrfs_delayed_data_ref *ref;
953                         ref = btrfs_delayed_node_to_data_ref(node);
954
955                         key.objectid = ref->objectid;
956                         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
957                         key.offset = ref->offset;
958
959                         /*
960                          * If we have a share check context and a reference for
961                          * another inode, we can't exit immediately. This is
962                          * because even if this is a BTRFS_ADD_DELAYED_REF
963                          * reference we may find next a BTRFS_DROP_DELAYED_REF
964                          * which cancels out this ADD reference.
965                          *
966                          * If this is a DROP reference and there was no previous
967                          * ADD reference, then we need to signal that when we
968                          * process references from the extent tree (through
969                          * add_inline_refs() and add_keyed_refs()), we should
970                          * not exit early if we find a reference for another
971                          * inode, because one of the delayed DROP references
972                          * may cancel that reference in the extent tree.
973                          */
974                         if (sc && count < 0)
975                                 sc->have_delayed_delete_refs = true;
976
977                         ret = add_indirect_ref(fs_info, preftrees, ref->root,
978                                                &key, 0, node->bytenr, count, sc,
979                                                GFP_ATOMIC);
980                         break;
981                 }
982                 case BTRFS_SHARED_DATA_REF_KEY: {
983                         /* SHARED DIRECT FULL backref */
984                         struct btrfs_delayed_data_ref *ref;
985
986                         ref = btrfs_delayed_node_to_data_ref(node);
987
988                         ret = add_direct_ref(fs_info, preftrees, 0, ref->parent,
989                                              node->bytenr, count, sc,
990                                              GFP_ATOMIC);
991                         break;
992                 }
993                 default:
994                         WARN_ON(1);
995                 }
996                 /*
997                  * We must ignore BACKREF_FOUND_SHARED until all delayed
998                  * refs have been checked.
999                  */
1000                 if (ret && (ret != BACKREF_FOUND_SHARED))
1001                         break;
1002         }
1003         if (!ret)
1004                 ret = extent_is_shared(sc);
1005
1006         spin_unlock(&head->lock);
1007         return ret;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * add all inline backrefs for bytenr to the list
1012  *
1013  * Returns 0 on success, <0 on error, or BACKREF_FOUND_SHARED.
1014  */
1015 static int add_inline_refs(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx,
1016                            struct btrfs_path *path,
1017                            int *info_level, struct preftrees *preftrees,
1018                            struct share_check *sc)
1019 {
1020         int ret = 0;
1021         int slot;
1022         struct extent_buffer *leaf;
1023         struct btrfs_key key;
1024         struct btrfs_key found_key;
1025         unsigned long ptr;
1026         unsigned long end;
1027         struct btrfs_extent_item *ei;
1028         u64 flags;
1029         u64 item_size;
1030
1031         /*
1032          * enumerate all inline refs
1033          */
1034         leaf = path->nodes[0];
1035         slot = path->slots[0];
1036
1037         item_size = btrfs_item_size(leaf, slot);
1038         BUG_ON(item_size < sizeof(*ei));
1039
1040         ei = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_extent_item);
1041
1042         if (ctx->check_extent_item) {
1043                 ret = ctx->check_extent_item(ctx->bytenr, ei, leaf, ctx->user_ctx);
1044                 if (ret)
1045                         return ret;
1046         }
1047
1048         flags = btrfs_extent_flags(leaf, ei);
1049         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
1050
1051         ptr = (unsigned long)(ei + 1);
1052         end = (unsigned long)ei + item_size;
1053
1054         if (found_key.type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY &&
1055             flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
1056                 struct btrfs_tree_block_info *info;
1057
1058                 info = (struct btrfs_tree_block_info *)ptr;
1059                 *info_level = btrfs_tree_block_level(leaf, info);
1060                 ptr += sizeof(struct btrfs_tree_block_info);
1061                 BUG_ON(ptr > end);
1062         } else if (found_key.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY) {
1063                 *info_level = found_key.offset;
1064         } else {
1065                 BUG_ON(!(flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_DATA));
1066         }
1067
1068         while (ptr < end) {
1069                 struct btrfs_extent_inline_ref *iref;
1070                 u64 offset;
1071                 int type;
1072
1073                 iref = (struct btrfs_extent_inline_ref *)ptr;
1074                 type = btrfs_get_extent_inline_ref_type(leaf, iref,
1075                                                         BTRFS_REF_TYPE_ANY);
1076                 if (type == BTRFS_REF_TYPE_INVALID)
1077                         return -EUCLEAN;
1078
1079                 offset = btrfs_extent_inline_ref_offset(leaf, iref);
1080
1081                 switch (type) {
1082                 case BTRFS_SHARED_BLOCK_REF_KEY:
1083                         ret = add_direct_ref(ctx->fs_info, preftrees,
1084                                              *info_level + 1, offset,
1085                                              ctx->bytenr, 1, NULL, GFP_NOFS);
1086                         break;
1087                 case BTRFS_SHARED_DATA_REF_KEY: {
1088                         struct btrfs_shared_data_ref *sdref;
1089                         int count;
1090
1091                         sdref = (struct btrfs_shared_data_ref *)(iref + 1);
1092                         count = btrfs_shared_data_ref_count(leaf, sdref);
1093
1094                         ret = add_direct_ref(ctx->fs_info, preftrees, 0, offset,
1095                                              ctx->bytenr, count, sc, GFP_NOFS);
1096                         break;
1097                 }
1098                 case BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY:
1099                         ret = add_indirect_ref(ctx->fs_info, preftrees, offset,
1100                                                NULL, *info_level + 1,
1101                                                ctx->bytenr, 1, NULL, GFP_NOFS);
1102                         break;
1103                 case BTRFS_EXTENT_DATA_REF_KEY: {
1104                         struct btrfs_extent_data_ref *dref;
1105                         int count;
1106                         u64 root;
1107
1108                         dref = (struct btrfs_extent_data_ref *)(&iref->offset);
1109                         count = btrfs_extent_data_ref_count(leaf, dref);
1110                         key.objectid = btrfs_extent_data_ref_objectid(leaf,
1111                                                                       dref);
1112                         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
1113                         key.offset = btrfs_extent_data_ref_offset(leaf, dref);
1114
1115                         if (sc && key.objectid != sc->inum &&
1116                             !sc->have_delayed_delete_refs) {
1117                                 ret = BACKREF_FOUND_SHARED;
1118                                 break;
1119                         }
1120
1121                         root = btrfs_extent_data_ref_root(leaf, dref);
1122
1123                         if (!ctx->skip_data_ref ||
1124                             !ctx->skip_data_ref(root, key.objectid, key.offset,
1125                                                 ctx->user_ctx))
1126                                 ret = add_indirect_ref(ctx->fs_info, preftrees,
1127                                                        root, &key, 0, ctx->bytenr,
1128                                                        count, sc, GFP_NOFS);
1129                         break;
1130                 }
1131                 default:
1132                         WARN_ON(1);
1133                 }
1134                 if (ret)
1135                         return ret;
1136                 ptr += btrfs_extent_inline_ref_size(type);
1137         }
1138
1139         return 0;
1140 }
1141
1142 /*
1143  * add all non-inline backrefs for bytenr to the list
1144  *
1145  * Returns 0 on success, <0 on error, or BACKREF_FOUND_SHARED.
1146  */
1147 static int add_keyed_refs(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx,
1148                           struct btrfs_root *extent_root,
1149                           struct btrfs_path *path,
1150                           int info_level, struct preftrees *preftrees,
1151                           struct share_check *sc)
1152 {
1153         struct btrfs_fs_info *fs_info = extent_root->fs_info;
1154         int ret;
1155         int slot;
1156         struct extent_buffer *leaf;
1157         struct btrfs_key key;
1158
1159         while (1) {
1160                 ret = btrfs_next_item(extent_root, path);
1161                 if (ret < 0)
1162                         break;
1163                 if (ret) {
1164                         ret = 0;
1165                         break;
1166                 }
1167
1168                 slot = path->slots[0];
1169                 leaf = path->nodes[0];
1170                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
1171
1172                 if (key.objectid != ctx->bytenr)
1173                         break;
1174                 if (key.type < BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY)
1175                         continue;
1176                 if (key.type > BTRFS_SHARED_DATA_REF_KEY)
1177                         break;
1178
1179                 switch (key.type) {
1180                 case BTRFS_SHARED_BLOCK_REF_KEY:
1181                         /* SHARED DIRECT METADATA backref */
1182                         ret = add_direct_ref(fs_info, preftrees,
1183                                              info_level + 1, key.offset,
1184                                              ctx->bytenr, 1, NULL, GFP_NOFS);
1185                         break;
1186                 case BTRFS_SHARED_DATA_REF_KEY: {
1187                         /* SHARED DIRECT FULL backref */
1188                         struct btrfs_shared_data_ref *sdref;
1189                         int count;
1190
1191                         sdref = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
1192                                               struct btrfs_shared_data_ref);
1193                         count = btrfs_shared_data_ref_count(leaf, sdref);
1194                         ret = add_direct_ref(fs_info, preftrees, 0,
1195                                              key.offset, ctx->bytenr, count,
1196                                              sc, GFP_NOFS);
1197                         break;
1198                 }
1199                 case BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY:
1200                         /* NORMAL INDIRECT METADATA backref */
1201                         ret = add_indirect_ref(fs_info, preftrees, key.offset,
1202                                                NULL, info_level + 1, ctx->bytenr,
1203                                                1, NULL, GFP_NOFS);
1204                         break;
1205                 case BTRFS_EXTENT_DATA_REF_KEY: {
1206                         /* NORMAL INDIRECT DATA backref */
1207                         struct btrfs_extent_data_ref *dref;
1208                         int count;
1209                         u64 root;
1210
1211                         dref = btrfs_item_ptr(leaf, slot,
1212                                               struct btrfs_extent_data_ref);
1213                         count = btrfs_extent_data_ref_count(leaf, dref);
1214                         key.objectid = btrfs_extent_data_ref_objectid(leaf,
1215                                                                       dref);
1216                         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
1217                         key.offset = btrfs_extent_data_ref_offset(leaf, dref);
1218
1219                         if (sc && key.objectid != sc->inum &&
1220                             !sc->have_delayed_delete_refs) {
1221                                 ret = BACKREF_FOUND_SHARED;
1222                                 break;
1223                         }
1224
1225                         root = btrfs_extent_data_ref_root(leaf, dref);
1226
1227                         if (!ctx->skip_data_ref ||
1228                             !ctx->skip_data_ref(root, key.objectid, key.offset,
1229                                                 ctx->user_ctx))
1230                                 ret = add_indirect_ref(fs_info, preftrees, root,
1231                                                        &key, 0, ctx->bytenr,
1232                                                        count, sc, GFP_NOFS);
1233                         break;
1234                 }
1235                 default:
1236                         WARN_ON(1);
1237                 }
1238                 if (ret)
1239                         return ret;
1240
1241         }
1242
1243         return ret;
1244 }
1245
1246 /*
1247  * The caller has joined a transaction or is holding a read lock on the
1248  * fs_info->commit_root_sem semaphore, so no need to worry about the root's last
1249  * snapshot field changing while updating or checking the cache.
1250  */
1251 static bool lookup_backref_shared_cache(struct btrfs_backref_share_check_ctx *ctx,
1252                                         struct btrfs_root *root,
1253                                         u64 bytenr, int level, bool *is_shared)
1254 {
1255         const struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1256         struct btrfs_backref_shared_cache_entry *entry;
1257
1258         if (!current->journal_info)
1259                 lockdep_assert_held(&fs_info->commit_root_sem);
1260
1261         if (!ctx->use_path_cache)
1262                 return false;
1263
1264         if (WARN_ON_ONCE(level >= BTRFS_MAX_LEVEL))
1265                 return false;
1266
1267         /*
1268          * Level -1 is used for the data extent, which is not reliable to cache
1269          * because its reference count can increase or decrease without us
1270          * realizing. We cache results only for extent buffers that lead from
1271          * the root node down to the leaf with the file extent item.
1272          */
1273         ASSERT(level >= 0);
1274
1275         entry = &ctx->path_cache_entries[level];
1276
1277         /* Unused cache entry or being used for some other extent buffer. */
1278         if (entry->bytenr != bytenr)
1279                 return false;
1280
1281         /*
1282          * We cached a false result, but the last snapshot generation of the
1283          * root changed, so we now have a snapshot. Don't trust the result.
1284          */
1285         if (!entry->is_shared &&
1286             entry->gen != btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1287                 return false;
1288
1289         /*
1290          * If we cached a true result and the last generation used for dropping
1291          * a root changed, we can not trust the result, because the dropped root
1292          * could be a snapshot sharing this extent buffer.
1293          */
1294         if (entry->is_shared &&
1295             entry->gen != btrfs_get_last_root_drop_gen(fs_info))
1296                 return false;
1297
1298         *is_shared = entry->is_shared;
1299         /*
1300          * If the node at this level is shared, than all nodes below are also
1301          * shared. Currently some of the nodes below may be marked as not shared
1302          * because we have just switched from one leaf to another, and switched
1303          * also other nodes above the leaf and below the current level, so mark
1304          * them as shared.
1305          */
1306         if (*is_shared) {
1307                 for (int i = 0; i < level; i++) {
1308                         ctx->path_cache_entries[i].is_shared = true;
1309                         ctx->path_cache_entries[i].gen = entry->gen;
1310                 }
1311         }
1312
1313         return true;
1314 }
1315
1316 /*
1317  * The caller has joined a transaction or is holding a read lock on the
1318  * fs_info->commit_root_sem semaphore, so no need to worry about the root's last
1319  * snapshot field changing while updating or checking the cache.
1320  */
1321 static void store_backref_shared_cache(struct btrfs_backref_share_check_ctx *ctx,
1322                                        struct btrfs_root *root,
1323                                        u64 bytenr, int level, bool is_shared)
1324 {
1325         const struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1326         struct btrfs_backref_shared_cache_entry *entry;
1327         u64 gen;
1328
1329         if (!current->journal_info)
1330                 lockdep_assert_held(&fs_info->commit_root_sem);
1331
1332         if (!ctx->use_path_cache)
1333                 return;
1334
1335         if (WARN_ON_ONCE(level >= BTRFS_MAX_LEVEL))
1336                 return;
1337
1338         /*
1339          * Level -1 is used for the data extent, which is not reliable to cache
1340          * because its reference count can increase or decrease without us
1341          * realizing. We cache results only for extent buffers that lead from
1342          * the root node down to the leaf with the file extent item.
1343          */
1344         ASSERT(level >= 0);
1345
1346         if (is_shared)
1347                 gen = btrfs_get_last_root_drop_gen(fs_info);
1348         else
1349                 gen = btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item);
1350
1351         entry = &ctx->path_cache_entries[level];
1352         entry->bytenr = bytenr;
1353         entry->is_shared = is_shared;
1354         entry->gen = gen;
1355
1356         /*
1357          * If we found an extent buffer is shared, set the cache result for all
1358          * extent buffers below it to true. As nodes in the path are COWed,
1359          * their sharedness is moved to their children, and if a leaf is COWed,
1360          * then the sharedness of a data extent becomes direct, the refcount of
1361          * data extent is increased in the extent item at the extent tree.
1362          */
1363         if (is_shared) {
1364                 for (int i = 0; i < level; i++) {
1365                         entry = &ctx->path_cache_entries[i];
1366                         entry->is_shared = is_shared;
1367                         entry->gen = gen;
1368                 }
1369         }
1370 }
1371
1372 /*
1373  * this adds all existing backrefs (inline backrefs, backrefs and delayed
1374  * refs) for the given bytenr to the refs list, merges duplicates and resolves
1375  * indirect refs to their parent bytenr.
1376  * When roots are found, they're added to the roots list
1377  *
1378  * @ctx:     Backref walking context object, must be not NULL.
1379  * @sc:      If !NULL, then immediately return BACKREF_FOUND_SHARED when a
1380  *           shared extent is detected.
1381  *
1382  * Otherwise this returns 0 for success and <0 for an error.
1383  *
1384  * FIXME some caching might speed things up
1385  */
1386 static int find_parent_nodes(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx,
1387                              struct share_check *sc)
1388 {
1389         struct btrfs_root *root = btrfs_extent_root(ctx->fs_info, ctx->bytenr);
1390         struct btrfs_key key;
1391         struct btrfs_path *path;
1392         struct btrfs_delayed_ref_root *delayed_refs = NULL;
1393         struct btrfs_delayed_ref_head *head;
1394         int info_level = 0;
1395         int ret;
1396         struct prelim_ref *ref;
1397         struct rb_node *node;
1398         struct extent_inode_elem *eie = NULL;
1399         struct preftrees preftrees = {
1400                 .direct = PREFTREE_INIT,
1401                 .indirect = PREFTREE_INIT,
1402                 .indirect_missing_keys = PREFTREE_INIT
1403         };
1404
1405         /* Roots ulist is not needed when using a sharedness check context. */
1406         if (sc)
1407                 ASSERT(ctx->roots == NULL);
1408
1409         key.objectid = ctx->bytenr;
1410         key.offset = (u64)-1;
1411         if (btrfs_fs_incompat(ctx->fs_info, SKINNY_METADATA))
1412                 key.type = BTRFS_METADATA_ITEM_KEY;
1413         else
1414                 key.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
1415
1416         path = btrfs_alloc_path();
1417         if (!path)
1418                 return -ENOMEM;
1419         if (!ctx->trans) {
1420                 path->search_commit_root = 1;
1421                 path->skip_locking = 1;
1422         }
1423
1424         if (ctx->time_seq == BTRFS_SEQ_LAST)
1425                 path->skip_locking = 1;
1426
1427 again:
1428         head = NULL;
1429
1430         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
1431         if (ret < 0)
1432                 goto out;
1433         if (ret == 0) {
1434                 /* This shouldn't happen, indicates a bug or fs corruption. */
1435                 ASSERT(ret != 0);
1436                 ret = -EUCLEAN;
1437                 goto out;
1438         }
1439
1440         if (ctx->trans && likely(ctx->trans->type != __TRANS_DUMMY) &&
1441             ctx->time_seq != BTRFS_SEQ_LAST) {
1442                 /*
1443                  * We have a specific time_seq we care about and trans which
1444                  * means we have the path lock, we need to grab the ref head and
1445                  * lock it so we have a consistent view of the refs at the given
1446                  * time.
1447                  */
1448                 delayed_refs = &ctx->trans->transaction->delayed_refs;
1449                 spin_lock(&delayed_refs->lock);
1450                 head = btrfs_find_delayed_ref_head(delayed_refs, ctx->bytenr);
1451                 if (head) {
1452                         if (!mutex_trylock(&head->mutex)) {
1453                                 refcount_inc(&head->refs);
1454                                 spin_unlock(&delayed_refs->lock);
1455
1456                                 btrfs_release_path(path);
1457
1458                                 /*
1459                                  * Mutex was contended, block until it's
1460                                  * released and try again
1461                                  */
1462                                 mutex_lock(&head->mutex);
1463                                 mutex_unlock(&head->mutex);
1464                                 btrfs_put_delayed_ref_head(head);
1465                                 goto again;
1466                         }
1467                         spin_unlock(&delayed_refs->lock);
1468                         ret = add_delayed_refs(ctx->fs_info, head, ctx->time_seq,
1469                                                &preftrees, sc);
1470                         mutex_unlock(&head->mutex);
1471                         if (ret)
1472                                 goto out;
1473                 } else {
1474                         spin_unlock(&delayed_refs->lock);
1475                 }
1476         }
1477
1478         if (path->slots[0]) {
1479                 struct extent_buffer *leaf;
1480                 int slot;
1481
1482                 path->slots[0]--;
1483                 leaf = path->nodes[0];
1484                 slot = path->slots[0];
1485                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
1486                 if (key.objectid == ctx->bytenr &&
1487                     (key.type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY ||
1488                      key.type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY)) {
1489                         ret = add_inline_refs(ctx, path, &info_level,
1490                                               &preftrees, sc);
1491                         if (ret)
1492                                 goto out;
1493                         ret = add_keyed_refs(ctx, root, path, info_level,
1494                                              &preftrees, sc);
1495                         if (ret)
1496                                 goto out;
1497                 }
1498         }
1499
1500         /*
1501          * If we have a share context and we reached here, it means the extent
1502          * is not directly shared (no multiple reference items for it),
1503          * otherwise we would have exited earlier with a return value of
1504          * BACKREF_FOUND_SHARED after processing delayed references or while
1505          * processing inline or keyed references from the extent tree.
1506          * The extent may however be indirectly shared through shared subtrees
1507          * as a result from creating snapshots, so we determine below what is
1508          * its parent node, in case we are dealing with a metadata extent, or
1509          * what's the leaf (or leaves), from a fs tree, that has a file extent
1510          * item pointing to it in case we are dealing with a data extent.
1511          */
1512         ASSERT(extent_is_shared(sc) == 0);
1513
1514         /*
1515          * If we are here for a data extent and we have a share_check structure
1516          * it means the data extent is not directly shared (does not have
1517          * multiple reference items), so we have to check if a path in the fs
1518          * tree (going from the root node down to the leaf that has the file
1519          * extent item pointing to the data extent) is shared, that is, if any
1520          * of the extent buffers in the path is referenced by other trees.
1521          */
1522         if (sc && ctx->bytenr == sc->data_bytenr) {
1523                 /*
1524                  * If our data extent is from a generation more recent than the
1525                  * last generation used to snapshot the root, then we know that
1526                  * it can not be shared through subtrees, so we can skip
1527                  * resolving indirect references, there's no point in
1528                  * determining the extent buffers for the path from the fs tree
1529                  * root node down to the leaf that has the file extent item that
1530                  * points to the data extent.
1531                  */
1532                 if (sc->data_extent_gen >
1533                     btrfs_root_last_snapshot(&sc->root->root_item)) {
1534                         ret = BACKREF_FOUND_NOT_SHARED;
1535                         goto out;
1536                 }
1537
1538                 /*
1539                  * If we are only determining if a data extent is shared or not
1540                  * and the corresponding file extent item is located in the same
1541                  * leaf as the previous file extent item, we can skip resolving
1542                  * indirect references for a data extent, since the fs tree path
1543                  * is the same (same leaf, so same path). We skip as long as the
1544                  * cached result for the leaf is valid and only if there's only
1545                  * one file extent item pointing to the data extent, because in
1546                  * the case of multiple file extent items, they may be located
1547                  * in different leaves and therefore we have multiple paths.
1548                  */
1549                 if (sc->ctx->curr_leaf_bytenr == sc->ctx->prev_leaf_bytenr &&
1550                     sc->self_ref_count == 1) {
1551                         bool cached;
1552                         bool is_shared;
1553
1554                         cached = lookup_backref_shared_cache(sc->ctx, sc->root,
1555                                                      sc->ctx->curr_leaf_bytenr,
1556                                                      0, &is_shared);
1557                         if (cached) {
1558                                 if (is_shared)
1559                                         ret = BACKREF_FOUND_SHARED;
1560                                 else
1561                                         ret = BACKREF_FOUND_NOT_SHARED;
1562                                 goto out;
1563                         }
1564                 }
1565         }
1566
1567         btrfs_release_path(path);
1568
1569         ret = add_missing_keys(ctx->fs_info, &preftrees, path->skip_locking == 0);
1570         if (ret)
1571                 goto out;
1572
1573         WARN_ON(!RB_EMPTY_ROOT(&preftrees.indirect_missing_keys.root.rb_root));
1574
1575         ret = resolve_indirect_refs(ctx, path, &preftrees, sc);
1576         if (ret)
1577                 goto out;
1578
1579         WARN_ON(!RB_EMPTY_ROOT(&preftrees.indirect.root.rb_root));
1580
1581         /*
1582          * This walks the tree of merged and resolved refs. Tree blocks are
1583          * read in as needed. Unique entries are added to the ulist, and
1584          * the list of found roots is updated.
1585          *
1586          * We release the entire tree in one go before returning.
1587          */
1588         node = rb_first_cached(&preftrees.direct.root);
1589         while (node) {
1590                 ref = rb_entry(node, struct prelim_ref, rbnode);
1591                 node = rb_next(&ref->rbnode);
1592                 /*
1593                  * ref->count < 0 can happen here if there are delayed
1594                  * refs with a node->action of BTRFS_DROP_DELAYED_REF.
1595                  * prelim_ref_insert() relies on this when merging
1596                  * identical refs to keep the overall count correct.
1597                  * prelim_ref_insert() will merge only those refs
1598                  * which compare identically.  Any refs having
1599                  * e.g. different offsets would not be merged,
1600                  * and would retain their original ref->count < 0.
1601                  */
1602                 if (ctx->roots && ref->count && ref->root_id && ref->parent == 0) {
1603                         /* no parent == root of tree */
1604                         ret = ulist_add(ctx->roots, ref->root_id, 0, GFP_NOFS);
1605                         if (ret < 0)
1606                                 goto out;
1607                 }
1608                 if (ref->count && ref->parent) {
1609                         if (!ctx->ignore_extent_item_pos && !ref->inode_list &&
1610                             ref->level == 0) {
1611                                 struct btrfs_tree_parent_check check = { 0 };
1612                                 struct extent_buffer *eb;
1613
1614                                 check.level = ref->level;
1615
1616                                 eb = read_tree_block(ctx->fs_info, ref->parent,
1617                                                      &check);
1618                                 if (IS_ERR(eb)) {
1619                                         ret = PTR_ERR(eb);
1620                                         goto out;
1621                                 }
1622                                 if (!extent_buffer_uptodate(eb)) {
1623                                         free_extent_buffer(eb);
1624                                         ret = -EIO;
1625                                         goto out;
1626                                 }
1627
1628                                 if (!path->skip_locking)
1629                                         btrfs_tree_read_lock(eb);
1630                                 ret = find_extent_in_eb(ctx, eb, &eie);
1631                                 if (!path->skip_locking)
1632                                         btrfs_tree_read_unlock(eb);
1633                                 free_extent_buffer(eb);
1634                                 if (ret == BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP ||
1635                                     ret < 0)
1636                                         goto out;
1637                                 ref->inode_list = eie;
1638                                 /*
1639                                  * We transferred the list ownership to the ref,
1640                                  * so set to NULL to avoid a double free in case
1641                                  * an error happens after this.
1642                                  */
1643                                 eie = NULL;
1644                         }
1645                         ret = ulist_add_merge_ptr(ctx->refs, ref->parent,
1646                                                   ref->inode_list,
1647                                                   (void **)&eie, GFP_NOFS);
1648                         if (ret < 0)
1649                                 goto out;
1650                         if (!ret && !ctx->ignore_extent_item_pos) {
1651                                 /*
1652                                  * We've recorded that parent, so we must extend
1653                                  * its inode list here.
1654                                  *
1655                                  * However if there was corruption we may not
1656                                  * have found an eie, return an error in this
1657                                  * case.
1658                                  */
1659                                 ASSERT(eie);
1660                                 if (!eie) {
1661                                         ret = -EUCLEAN;
1662                                         goto out;
1663                                 }
1664                                 while (eie->next)
1665                                         eie = eie->next;
1666                                 eie->next = ref->inode_list;
1667                         }
1668                         eie = NULL;
1669                         /*
1670                          * We have transferred the inode list ownership from
1671                          * this ref to the ref we added to the 'refs' ulist.
1672                          * So set this ref's inode list to NULL to avoid
1673                          * use-after-free when our caller uses it or double
1674                          * frees in case an error happens before we return.
1675                          */
1676                         ref->inode_list = NULL;
1677                 }
1678                 cond_resched();
1679         }
1680
1681 out:
1682         btrfs_free_path(path);
1683
1684         prelim_release(&preftrees.direct);
1685         prelim_release(&preftrees.indirect);
1686         prelim_release(&preftrees.indirect_missing_keys);
1687
1688         if (ret == BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP || ret < 0)
1689                 free_inode_elem_list(eie);
1690         return ret;
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Finds all leaves with a reference to the specified combination of
1695  * @ctx->bytenr and @ctx->extent_item_pos. The bytenr of the found leaves are
1696  * added to the ulist at @ctx->refs, and that ulist is allocated by this
1697  * function. The caller should free the ulist with free_leaf_list() if
1698  * @ctx->ignore_extent_item_pos is false, otherwise a fimple ulist_free() is
1699  * enough.
1700  *
1701  * Returns 0 on success and < 0 on error. On error @ctx->refs is not allocated.
1702  */
1703 int btrfs_find_all_leafs(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx)
1704 {
1705         int ret;
1706
1707         ASSERT(ctx->refs == NULL);
1708
1709         ctx->refs = ulist_alloc(GFP_NOFS);
1710         if (!ctx->refs)
1711                 return -ENOMEM;
1712
1713         ret = find_parent_nodes(ctx, NULL);
1714         if (ret == BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP ||
1715             (ret < 0 && ret != -ENOENT)) {
1716                 free_leaf_list(ctx->refs);
1717                 ctx->refs = NULL;
1718                 return ret;
1719         }
1720
1721         return 0;
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Walk all backrefs for a given extent to find all roots that reference this
1726  * extent. Walking a backref means finding all extents that reference this
1727  * extent and in turn walk the backrefs of those, too. Naturally this is a
1728  * recursive process, but here it is implemented in an iterative fashion: We
1729  * find all referencing extents for the extent in question and put them on a
1730  * list. In turn, we find all referencing extents for those, further appending
1731  * to the list. The way we iterate the list allows adding more elements after
1732  * the current while iterating. The process stops when we reach the end of the
1733  * list.
1734  *
1735  * Found roots are added to @ctx->roots, which is allocated by this function if
1736  * it points to NULL, in which case the caller is responsible for freeing it
1737  * after it's not needed anymore.
1738  * This function requires @ctx->refs to be NULL, as it uses it for allocating a
1739  * ulist to do temporary work, and frees it before returning.
1740  *
1741  * Returns 0 on success, < 0 on error.
1742  */
1743 static int btrfs_find_all_roots_safe(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx)
1744 {
1745         const u64 orig_bytenr = ctx->bytenr;
1746         const bool orig_ignore_extent_item_pos = ctx->ignore_extent_item_pos;
1747         bool roots_ulist_allocated = false;
1748         struct ulist_iterator uiter;
1749         int ret = 0;
1750
1751         ASSERT(ctx->refs == NULL);
1752
1753         ctx->refs = ulist_alloc(GFP_NOFS);
1754         if (!ctx->refs)
1755                 return -ENOMEM;
1756
1757         if (!ctx->roots) {
1758                 ctx->roots = ulist_alloc(GFP_NOFS);
1759                 if (!ctx->roots) {
1760                         ulist_free(ctx->refs);
1761                         ctx->refs = NULL;
1762                         return -ENOMEM;
1763                 }
1764                 roots_ulist_allocated = true;
1765         }
1766
1767         ctx->ignore_extent_item_pos = true;
1768
1769         ULIST_ITER_INIT(&uiter);
1770         while (1) {
1771                 struct ulist_node *node;
1772
1773                 ret = find_parent_nodes(ctx, NULL);
1774                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT) {
1775                         if (roots_ulist_allocated) {
1776                                 ulist_free(ctx->roots);
1777                                 ctx->roots = NULL;
1778                         }
1779                         break;
1780                 }
1781                 ret = 0;
1782                 node = ulist_next(ctx->refs, &uiter);
1783                 if (!node)
1784                         break;
1785                 ctx->bytenr = node->val;
1786                 cond_resched();
1787         }
1788
1789         ulist_free(ctx->refs);
1790         ctx->refs = NULL;
1791         ctx->bytenr = orig_bytenr;
1792         ctx->ignore_extent_item_pos = orig_ignore_extent_item_pos;
1793
1794         return ret;
1795 }
1796
1797 int btrfs_find_all_roots(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx,
1798                          bool skip_commit_root_sem)
1799 {
1800         int ret;
1801
1802         if (!ctx->trans && !skip_commit_root_sem)
1803                 down_read(&ctx->fs_info->commit_root_sem);
1804         ret = btrfs_find_all_roots_safe(ctx);
1805         if (!ctx->trans && !skip_commit_root_sem)
1806                 up_read(&ctx->fs_info->commit_root_sem);
1807         return ret;
1808 }
1809
1810 struct btrfs_backref_share_check_ctx *btrfs_alloc_backref_share_check_ctx(void)
1811 {
1812         struct btrfs_backref_share_check_ctx *ctx;
1813
1814         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
1815         if (!ctx)
1816                 return NULL;
1817
1818         ulist_init(&ctx->refs);
1819
1820         return ctx;
1821 }
1822
1823 void btrfs_free_backref_share_ctx(struct btrfs_backref_share_check_ctx *ctx)
1824 {
1825         if (!ctx)
1826                 return;
1827
1828         ulist_release(&ctx->refs);
1829         kfree(ctx);
1830 }
1831
1832 /*
1833  * Check if a data extent is shared or not.
1834  *
1835  * @inode:       The inode whose extent we are checking.
1836  * @bytenr:      Logical bytenr of the extent we are checking.
1837  * @extent_gen:  Generation of the extent (file extent item) or 0 if it is
1838  *               not known.
1839  * @ctx:         A backref sharedness check context.
1840  *
1841  * btrfs_is_data_extent_shared uses the backref walking code but will short
1842  * circuit as soon as it finds a root or inode that doesn't match the
1843  * one passed in. This provides a significant performance benefit for
1844  * callers (such as fiemap) which want to know whether the extent is
1845  * shared but do not need a ref count.
1846  *
1847  * This attempts to attach to the running transaction in order to account for
1848  * delayed refs, but continues on even when no running transaction exists.
1849  *
1850  * Return: 0 if extent is not shared, 1 if it is shared, < 0 on error.
1851  */
1852 int btrfs_is_data_extent_shared(struct btrfs_inode *inode, u64 bytenr,
1853                                 u64 extent_gen,
1854                                 struct btrfs_backref_share_check_ctx *ctx)
1855 {
1856         struct btrfs_backref_walk_ctx walk_ctx = { 0 };
1857         struct btrfs_root *root = inode->root;
1858         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1859         struct btrfs_trans_handle *trans;
1860         struct ulist_iterator uiter;
1861         struct ulist_node *node;
1862         struct btrfs_seq_list elem = BTRFS_SEQ_LIST_INIT(elem);
1863         int ret = 0;
1864         struct share_check shared = {
1865                 .ctx = ctx,
1866                 .root = root,
1867                 .inum = btrfs_ino(inode),
1868                 .data_bytenr = bytenr,
1869                 .data_extent_gen = extent_gen,
1870                 .share_count = 0,
1871                 .self_ref_count = 0,
1872                 .have_delayed_delete_refs = false,
1873         };
1874         int level;
1875         bool leaf_cached;
1876         bool leaf_is_shared;
1877
1878         for (int i = 0; i < BTRFS_BACKREF_CTX_PREV_EXTENTS_SIZE; i++) {
1879                 if (ctx->prev_extents_cache[i].bytenr == bytenr)
1880                         return ctx->prev_extents_cache[i].is_shared;
1881         }
1882
1883         ulist_init(&ctx->refs);
1884
1885         trans = btrfs_join_transaction_nostart(root);
1886         if (IS_ERR(trans)) {
1887                 if (PTR_ERR(trans) != -ENOENT && PTR_ERR(trans) != -EROFS) {
1888                         ret = PTR_ERR(trans);
1889                         goto out;
1890                 }
1891                 trans = NULL;
1892                 down_read(&fs_info->commit_root_sem);
1893         } else {
1894                 btrfs_get_tree_mod_seq(fs_info, &elem);
1895                 walk_ctx.time_seq = elem.seq;
1896         }
1897
1898         ctx->use_path_cache = true;
1899
1900         /*
1901          * We may have previously determined that the current leaf is shared.
1902          * If it is, then we have a data extent that is shared due to a shared
1903          * subtree (caused by snapshotting) and we don't need to check for data
1904          * backrefs. If the leaf is not shared, then we must do backref walking
1905          * to determine if the data extent is shared through reflinks.
1906          */
1907         leaf_cached = lookup_backref_shared_cache(ctx, root,
1908                                                   ctx->curr_leaf_bytenr, 0,
1909                                                   &leaf_is_shared);
1910         if (leaf_cached && leaf_is_shared) {
1911                 ret = 1;
1912                 goto out_trans;
1913         }
1914
1915         walk_ctx.ignore_extent_item_pos = true;
1916         walk_ctx.trans = trans;
1917         walk_ctx.fs_info = fs_info;
1918         walk_ctx.refs = &ctx->refs;
1919
1920         /* -1 means we are in the bytenr of the data extent. */
1921         level = -1;
1922         ULIST_ITER_INIT(&uiter);
1923         while (1) {
1924                 const unsigned long prev_ref_count = ctx->refs.nnodes;
1925
1926                 walk_ctx.bytenr = bytenr;
1927                 ret = find_parent_nodes(&walk_ctx, &shared);
1928                 if (ret == BACKREF_FOUND_SHARED ||
1929                     ret == BACKREF_FOUND_NOT_SHARED) {
1930                         /* If shared must return 1, otherwise return 0. */
1931                         ret = (ret == BACKREF_FOUND_SHARED) ? 1 : 0;
1932                         if (level >= 0)
1933                                 store_backref_shared_cache(ctx, root, bytenr,
1934                                                            level, ret == 1);
1935                         break;
1936                 }
1937                 if (ret < 0 && ret != -ENOENT)
1938                         break;
1939                 ret = 0;
1940
1941                 /*
1942                  * More than one extent buffer (bytenr) may have been added to
1943                  * the ctx->refs ulist, in which case we have to check multiple
1944                  * tree paths in case the first one is not shared, so we can not
1945                  * use the path cache which is made for a single path. Multiple
1946                  * extent buffers at the current level happen when:
1947                  *
1948                  * 1) level -1, the data extent: If our data extent was not
1949                  *    directly shared (without multiple reference items), then
1950                  *    it might have a single reference item with a count > 1 for
1951                  *    the same offset, which means there are 2 (or more) file
1952                  *    extent items that point to the data extent - this happens
1953                  *    when a file extent item needs to be split and then one
1954                  *    item gets moved to another leaf due to a b+tree leaf split
1955                  *    when inserting some item. In this case the file extent
1956                  *    items may be located in different leaves and therefore
1957                  *    some of the leaves may be referenced through shared
1958                  *    subtrees while others are not. Since our extent buffer
1959                  *    cache only works for a single path (by far the most common
1960                  *    case and simpler to deal with), we can not use it if we
1961                  *    have multiple leaves (which implies multiple paths).
1962                  *
1963                  * 2) level >= 0, a tree node/leaf: We can have a mix of direct
1964                  *    and indirect references on a b+tree node/leaf, so we have
1965                  *    to check multiple paths, and the extent buffer (the
1966                  *    current bytenr) may be shared or not. One example is
1967                  *    during relocation as we may get a shared tree block ref
1968                  *    (direct ref) and a non-shared tree block ref (indirect
1969                  *    ref) for the same node/leaf.
1970                  */
1971                 if ((ctx->refs.nnodes - prev_ref_count) > 1)
1972                         ctx->use_path_cache = false;
1973
1974                 if (level >= 0)
1975                         store_backref_shared_cache(ctx, root, bytenr,
1976                                                    level, false);
1977                 node = ulist_next(&ctx->refs, &uiter);
1978                 if (!node)
1979                         break;
1980                 bytenr = node->val;
1981                 if (ctx->use_path_cache) {
1982                         bool is_shared;
1983                         bool cached;
1984
1985                         level++;
1986                         cached = lookup_backref_shared_cache(ctx, root, bytenr,
1987                                                              level, &is_shared);
1988                         if (cached) {
1989                                 ret = (is_shared ? 1 : 0);
1990                                 break;
1991                         }
1992                 }
1993                 shared.share_count = 0;
1994                 shared.have_delayed_delete_refs = false;
1995                 cond_resched();
1996         }
1997
1998         /*
1999          * If the path cache is disabled, then it means at some tree level we
2000          * got multiple parents due to a mix of direct and indirect backrefs or
2001          * multiple leaves with file extent items pointing to the same data
2002          * extent. We have to invalidate the cache and cache only the sharedness
2003          * result for the levels where we got only one node/reference.
2004          */
2005         if (!ctx->use_path_cache) {
2006                 int i = 0;
2007
2008                 level--;
2009                 if (ret >= 0 && level >= 0) {
2010                         bytenr = ctx->path_cache_entries[level].bytenr;
2011                         ctx->use_path_cache = true;
2012                         store_backref_shared_cache(ctx, root, bytenr, level, ret);
2013                         i = level + 1;
2014                 }
2015
2016                 for ( ; i < BTRFS_MAX_LEVEL; i++)
2017                         ctx->path_cache_entries[i].bytenr = 0;
2018         }
2019
2020         /*
2021          * Cache the sharedness result for the data extent if we know our inode
2022          * has more than 1 file extent item that refers to the data extent.
2023          */
2024         if (ret >= 0 && shared.self_ref_count > 1) {
2025                 int slot = ctx->prev_extents_cache_slot;
2026
2027                 ctx->prev_extents_cache[slot].bytenr = shared.data_bytenr;
2028                 ctx->prev_extents_cache[slot].is_shared = (ret == 1);
2029
2030                 slot = (slot + 1) % BTRFS_BACKREF_CTX_PREV_EXTENTS_SIZE;
2031                 ctx->prev_extents_cache_slot = slot;
2032         }
2033
2034 out_trans:
2035         if (trans) {
2036                 btrfs_put_tree_mod_seq(fs_info, &elem);
2037                 btrfs_end_transaction(trans);
2038         } else {
2039                 up_read(&fs_info->commit_root_sem);
2040         }
2041 out:
2042         ulist_release(&ctx->refs);
2043         ctx->prev_leaf_bytenr = ctx->curr_leaf_bytenr;
2044
2045         return ret;
2046 }
2047
2048 int btrfs_find_one_extref(struct btrfs_root *root, u64 inode_objectid,
2049                           u64 start_off, struct btrfs_path *path,
2050                           struct btrfs_inode_extref **ret_extref,
2051                           u64 *found_off)
2052 {
2053         int ret, slot;
2054         struct btrfs_key key;
2055         struct btrfs_key found_key;
2056         struct btrfs_inode_extref *extref;
2057         const struct extent_buffer *leaf;
2058         unsigned long ptr;
2059
2060         key.objectid = inode_objectid;
2061         key.type = BTRFS_INODE_EXTREF_KEY;
2062         key.offset = start_off;
2063
2064         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
2065         if (ret < 0)
2066                 return ret;
2067
2068         while (1) {
2069                 leaf = path->nodes[0];
2070                 slot = path->slots[0];
2071                 if (slot >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2072                         /*
2073                          * If the item at offset is not found,
2074                          * btrfs_search_slot will point us to the slot
2075                          * where it should be inserted. In our case
2076                          * that will be the slot directly before the
2077                          * next INODE_REF_KEY_V2 item. In the case
2078                          * that we're pointing to the last slot in a
2079                          * leaf, we must move one leaf over.
2080                          */
2081                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2082                         if (ret) {
2083                                 if (ret >= 1)
2084                                         ret = -ENOENT;
2085                                 break;
2086                         }
2087                         continue;
2088                 }
2089
2090                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
2091
2092                 /*
2093                  * Check that we're still looking at an extended ref key for
2094                  * this particular objectid. If we have different
2095                  * objectid or type then there are no more to be found
2096                  * in the tree and we can exit.
2097                  */
2098                 ret = -ENOENT;
2099                 if (found_key.objectid != inode_objectid)
2100                         break;
2101                 if (found_key.type != BTRFS_INODE_EXTREF_KEY)
2102                         break;
2103
2104                 ret = 0;
2105                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
2106                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
2107                 *ret_extref = extref;
2108                 if (found_off)
2109                         *found_off = found_key.offset;
2110                 break;
2111         }
2112
2113         return ret;
2114 }
2115
2116 /*
2117  * this iterates to turn a name (from iref/extref) into a full filesystem path.
2118  * Elements of the path are separated by '/' and the path is guaranteed to be
2119  * 0-terminated. the path is only given within the current file system.
2120  * Therefore, it never starts with a '/'. the caller is responsible to provide
2121  * "size" bytes in "dest". the dest buffer will be filled backwards. finally,
2122  * the start point of the resulting string is returned. this pointer is within
2123  * dest, normally.
2124  * in case the path buffer would overflow, the pointer is decremented further
2125  * as if output was written to the buffer, though no more output is actually
2126  * generated. that way, the caller can determine how much space would be
2127  * required for the path to fit into the buffer. in that case, the returned
2128  * value will be smaller than dest. callers must check this!
2129  */
2130 char *btrfs_ref_to_path(struct btrfs_root *fs_root, struct btrfs_path *path,
2131                         u32 name_len, unsigned long name_off,
2132                         struct extent_buffer *eb_in, u64 parent,
2133                         char *dest, u32 size)
2134 {
2135         int slot;
2136         u64 next_inum;
2137         int ret;
2138         s64 bytes_left = ((s64)size) - 1;
2139         struct extent_buffer *eb = eb_in;
2140         struct btrfs_key found_key;
2141         struct btrfs_inode_ref *iref;
2142
2143         if (bytes_left >= 0)
2144                 dest[bytes_left] = '\0';
2145
2146         while (1) {
2147                 bytes_left -= name_len;
2148                 if (bytes_left >= 0)
2149                         read_extent_buffer(eb, dest + bytes_left,
2150                                            name_off, name_len);
2151                 if (eb != eb_in) {
2152                         if (!path->skip_locking)
2153                                 btrfs_tree_read_unlock(eb);
2154                         free_extent_buffer(eb);
2155                 }
2156                 ret = btrfs_find_item(fs_root, path, parent, 0,
2157                                 BTRFS_INODE_REF_KEY, &found_key);
2158                 if (ret > 0)
2159                         ret = -ENOENT;
2160                 if (ret)
2161                         break;
2162
2163                 next_inum = found_key.offset;
2164
2165                 /* regular exit ahead */
2166                 if (parent == next_inum)
2167                         break;
2168
2169                 slot = path->slots[0];
2170                 eb = path->nodes[0];
2171                 /* make sure we can use eb after releasing the path */
2172                 if (eb != eb_in) {
2173                         path->nodes[0] = NULL;
2174                         path->locks[0] = 0;
2175                 }
2176                 btrfs_release_path(path);
2177                 iref = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_inode_ref);
2178
2179                 name_len = btrfs_inode_ref_name_len(eb, iref);
2180                 name_off = (unsigned long)(iref + 1);
2181
2182                 parent = next_inum;
2183                 --bytes_left;
2184                 if (bytes_left >= 0)
2185                         dest[bytes_left] = '/';
2186         }
2187
2188         btrfs_release_path(path);
2189
2190         if (ret)
2191                 return ERR_PTR(ret);
2192
2193         return dest + bytes_left;
2194 }
2195
2196 /*
2197  * this makes the path point to (logical EXTENT_ITEM *)
2198  * returns BTRFS_EXTENT_FLAG_DATA for data, BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK for
2199  * tree blocks and <0 on error.
2200  */
2201 int extent_from_logical(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 logical,
2202                         struct btrfs_path *path, struct btrfs_key *found_key,
2203                         u64 *flags_ret)
2204 {
2205         struct btrfs_root *extent_root = btrfs_extent_root(fs_info, logical);
2206         int ret;
2207         u64 flags;
2208         u64 size = 0;
2209         u32 item_size;
2210         const struct extent_buffer *eb;
2211         struct btrfs_extent_item *ei;
2212         struct btrfs_key key;
2213
2214         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, SKINNY_METADATA))
2215                 key.type = BTRFS_METADATA_ITEM_KEY;
2216         else
2217                 key.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2218         key.objectid = logical;
2219         key.offset = (u64)-1;
2220
2221         ret = btrfs_search_slot(NULL, extent_root, &key, path, 0, 0);
2222         if (ret < 0)
2223                 return ret;
2224
2225         ret = btrfs_previous_extent_item(extent_root, path, 0);
2226         if (ret) {
2227                 if (ret > 0)
2228                         ret = -ENOENT;
2229                 return ret;
2230         }
2231         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], found_key, path->slots[0]);
2232         if (found_key->type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY)
2233                 size = fs_info->nodesize;
2234         else if (found_key->type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY)
2235                 size = found_key->offset;
2236
2237         if (found_key->objectid > logical ||
2238             found_key->objectid + size <= logical) {
2239                 btrfs_debug(fs_info,
2240                         "logical %llu is not within any extent", logical);
2241                 return -ENOENT;
2242         }
2243
2244         eb = path->nodes[0];
2245         item_size = btrfs_item_size(eb, path->slots[0]);
2246         BUG_ON(item_size < sizeof(*ei));
2247
2248         ei = btrfs_item_ptr(eb, path->slots[0], struct btrfs_extent_item);
2249         flags = btrfs_extent_flags(eb, ei);
2250
2251         btrfs_debug(fs_info,
2252                 "logical %llu is at position %llu within the extent (%llu EXTENT_ITEM %llu) flags %#llx size %u",
2253                  logical, logical - found_key->objectid, found_key->objectid,
2254                  found_key->offset, flags, item_size);
2255
2256         WARN_ON(!flags_ret);
2257         if (flags_ret) {
2258                 if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK)
2259                         *flags_ret = BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK;
2260                 else if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_DATA)
2261                         *flags_ret = BTRFS_EXTENT_FLAG_DATA;
2262                 else
2263                         BUG();
2264                 return 0;
2265         }
2266
2267         return -EIO;
2268 }
2269
2270 /*
2271  * helper function to iterate extent inline refs. ptr must point to a 0 value
2272  * for the first call and may be modified. it is used to track state.
2273  * if more refs exist, 0 is returned and the next call to
2274  * get_extent_inline_ref must pass the modified ptr parameter to get the
2275  * next ref. after the last ref was processed, 1 is returned.
2276  * returns <0 on error
2277  */
2278 static int get_extent_inline_ref(unsigned long *ptr,
2279                                  const struct extent_buffer *eb,
2280                                  const struct btrfs_key *key,
2281                                  const struct btrfs_extent_item *ei,
2282                                  u32 item_size,
2283                                  struct btrfs_extent_inline_ref **out_eiref,
2284                                  int *out_type)
2285 {
2286         unsigned long end;
2287         u64 flags;
2288         struct btrfs_tree_block_info *info;
2289
2290         if (!*ptr) {
2291                 /* first call */
2292                 flags = btrfs_extent_flags(eb, ei);
2293                 if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
2294                         if (key->type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY) {
2295                                 /* a skinny metadata extent */
2296                                 *out_eiref =
2297                                      (struct btrfs_extent_inline_ref *)(ei + 1);
2298                         } else {
2299                                 WARN_ON(key->type != BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY);
2300                                 info = (struct btrfs_tree_block_info *)(ei + 1);
2301                                 *out_eiref =
2302                                    (struct btrfs_extent_inline_ref *)(info + 1);
2303                         }
2304                 } else {
2305                         *out_eiref = (struct btrfs_extent_inline_ref *)(ei + 1);
2306                 }
2307                 *ptr = (unsigned long)*out_eiref;
2308                 if ((unsigned long)(*ptr) >= (unsigned long)ei + item_size)
2309                         return -ENOENT;
2310         }
2311
2312         end = (unsigned long)ei + item_size;
2313         *out_eiref = (struct btrfs_extent_inline_ref *)(*ptr);
2314         *out_type = btrfs_get_extent_inline_ref_type(eb, *out_eiref,
2315                                                      BTRFS_REF_TYPE_ANY);
2316         if (*out_type == BTRFS_REF_TYPE_INVALID)
2317                 return -EUCLEAN;
2318
2319         *ptr += btrfs_extent_inline_ref_size(*out_type);
2320         WARN_ON(*ptr > end);
2321         if (*ptr == end)
2322                 return 1; /* last */
2323
2324         return 0;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * reads the tree block backref for an extent. tree level and root are returned
2329  * through out_level and out_root. ptr must point to a 0 value for the first
2330  * call and may be modified (see get_extent_inline_ref comment).
2331  * returns 0 if data was provided, 1 if there was no more data to provide or
2332  * <0 on error.
2333  */
2334 int tree_backref_for_extent(unsigned long *ptr, struct extent_buffer *eb,
2335                             struct btrfs_key *key, struct btrfs_extent_item *ei,
2336                             u32 item_size, u64 *out_root, u8 *out_level)
2337 {
2338         int ret;
2339         int type;
2340         struct btrfs_extent_inline_ref *eiref;
2341
2342         if (*ptr == (unsigned long)-1)
2343                 return 1;
2344
2345         while (1) {
2346                 ret = get_extent_inline_ref(ptr, eb, key, ei, item_size,
2347                                               &eiref, &type);
2348                 if (ret < 0)
2349                         return ret;
2350
2351                 if (type == BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY ||
2352                     type == BTRFS_SHARED_BLOCK_REF_KEY)
2353                         break;
2354
2355                 if (ret == 1)
2356                         return 1;
2357         }
2358
2359         /* we can treat both ref types equally here */
2360         *out_root = btrfs_extent_inline_ref_offset(eb, eiref);
2361
2362         if (key->type == BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY) {
2363                 struct btrfs_tree_block_info *info;
2364
2365                 info = (struct btrfs_tree_block_info *)(ei + 1);
2366                 *out_level = btrfs_tree_block_level(eb, info);
2367         } else {
2368                 ASSERT(key->type == BTRFS_METADATA_ITEM_KEY);
2369                 *out_level = (u8)key->offset;
2370         }
2371
2372         if (ret == 1)
2373                 *ptr = (unsigned long)-1;
2374
2375         return 0;
2376 }
2377
2378 static int iterate_leaf_refs(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2379                              struct extent_inode_elem *inode_list,
2380                              u64 root, u64 extent_item_objectid,
2381                              iterate_extent_inodes_t *iterate, void *ctx)
2382 {
2383         struct extent_inode_elem *eie;
2384         int ret = 0;
2385
2386         for (eie = inode_list; eie; eie = eie->next) {
2387                 btrfs_debug(fs_info,
2388                             "ref for %llu resolved, key (%llu EXTEND_DATA %llu), root %llu",
2389                             extent_item_objectid, eie->inum,
2390                             eie->offset, root);
2391                 ret = iterate(eie->inum, eie->offset, eie->num_bytes, root, ctx);
2392                 if (ret) {
2393                         btrfs_debug(fs_info,
2394                                     "stopping iteration for %llu due to ret=%d",
2395                                     extent_item_objectid, ret);
2396                         break;
2397                 }
2398         }
2399
2400         return ret;
2401 }
2402
2403 /*
2404  * calls iterate() for every inode that references the extent identified by
2405  * the given parameters.
2406  * when the iterator function returns a non-zero value, iteration stops.
2407  */
2408 int iterate_extent_inodes(struct btrfs_backref_walk_ctx *ctx,
2409                           bool search_commit_root,
2410                           iterate_extent_inodes_t *iterate, void *user_ctx)
2411 {
2412         int ret;
2413         struct ulist *refs;
2414         struct ulist_node *ref_node;
2415         struct btrfs_seq_list seq_elem = BTRFS_SEQ_LIST_INIT(seq_elem);
2416         struct ulist_iterator ref_uiter;
2417
2418         btrfs_debug(ctx->fs_info, "resolving all inodes for extent %llu",
2419                     ctx->bytenr);
2420
2421         ASSERT(ctx->trans == NULL);
2422         ASSERT(ctx->roots == NULL);
2423
2424         if (!search_commit_root) {
2425                 struct btrfs_trans_handle *trans;
2426
2427                 trans = btrfs_attach_transaction(ctx->fs_info->tree_root);
2428                 if (IS_ERR(trans)) {
2429                         if (PTR_ERR(trans) != -ENOENT &&
2430                             PTR_ERR(trans) != -EROFS)
2431                                 return PTR_ERR(trans);
2432                         trans = NULL;
2433                 }
2434                 ctx->trans = trans;
2435         }
2436
2437         if (ctx->trans) {
2438                 btrfs_get_tree_mod_seq(ctx->fs_info, &seq_elem);
2439                 ctx->time_seq = seq_elem.seq;
2440         } else {
2441                 down_read(&ctx->fs_info->commit_root_sem);
2442         }
2443
2444         ret = btrfs_find_all_leafs(ctx);
2445         if (ret)
2446                 goto out;
2447         refs = ctx->refs;
2448         ctx->refs = NULL;
2449
2450         ULIST_ITER_INIT(&ref_uiter);
2451         while (!ret && (ref_node = ulist_next(refs, &ref_uiter))) {
2452                 const u64 leaf_bytenr = ref_node->val;
2453                 struct ulist_node *root_node;
2454                 struct ulist_iterator root_uiter;
2455                 struct extent_inode_elem *inode_list;
2456
2457                 inode_list = (struct extent_inode_elem *)(uintptr_t)ref_node->aux;
2458
2459                 if (ctx->cache_lookup) {
2460                         const u64 *root_ids;
2461                         int root_count;
2462                         bool cached;
2463
2464                         cached = ctx->cache_lookup(leaf_bytenr, ctx->user_ctx,
2465                                                    &root_ids, &root_count);
2466                         if (cached) {
2467                                 for (int i = 0; i < root_count; i++) {
2468                                         ret = iterate_leaf_refs(ctx->fs_info,
2469                                                                 inode_list,
2470                                                                 root_ids[i],
2471                                                                 leaf_bytenr,
2472                                                                 iterate,
2473                                                                 user_ctx);
2474                                         if (ret)
2475                                                 break;
2476                                 }
2477                                 continue;
2478                         }
2479                 }
2480
2481                 if (!ctx->roots) {
2482                         ctx->roots = ulist_alloc(GFP_NOFS);
2483                         if (!ctx->roots) {
2484                                 ret = -ENOMEM;
2485                                 break;
2486                         }
2487                 }
2488
2489                 ctx->bytenr = leaf_bytenr;
2490                 ret = btrfs_find_all_roots_safe(ctx);
2491                 if (ret)
2492                         break;
2493
2494                 if (ctx->cache_store)
2495                         ctx->cache_store(leaf_bytenr, ctx->roots, ctx->user_ctx);
2496
2497                 ULIST_ITER_INIT(&root_uiter);
2498                 while (!ret && (root_node = ulist_next(ctx->roots, &root_uiter))) {
2499                         btrfs_debug(ctx->fs_info,
2500                                     "root %llu references leaf %llu, data list %#llx",
2501                                     root_node->val, ref_node->val,
2502                                     ref_node->aux);
2503                         ret = iterate_leaf_refs(ctx->fs_info, inode_list,
2504                                                 root_node->val, ctx->bytenr,
2505                                                 iterate, user_ctx);
2506                 }
2507                 ulist_reinit(ctx->roots);
2508         }
2509
2510         free_leaf_list(refs);
2511 out:
2512         if (ctx->trans) {
2513                 btrfs_put_tree_mod_seq(ctx->fs_info, &seq_elem);
2514                 btrfs_end_transaction(ctx->trans);
2515                 ctx->trans = NULL;
2516         } else {
2517                 up_read(&ctx->fs_info->commit_root_sem);
2518         }
2519
2520         ulist_free(ctx->roots);
2521         ctx->roots = NULL;
2522
2523         if (ret == BTRFS_ITERATE_EXTENT_INODES_STOP)
2524                 ret = 0;
2525
2526         return ret;
2527 }
2528
2529 static int build_ino_list(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes, u64 root, void *ctx)
2530 {
2531         struct btrfs_data_container *inodes = ctx;
2532         const size_t c = 3 * sizeof(u64);
2533
2534         if (inodes->bytes_left >= c) {
2535                 inodes->bytes_left -= c;
2536                 inodes->val[inodes->elem_cnt] = inum;
2537                 inodes->val[inodes->elem_cnt + 1] = offset;
2538                 inodes->val[inodes->elem_cnt + 2] = root;
2539                 inodes->elem_cnt += 3;
2540         } else {
2541                 inodes->bytes_missing += c - inodes->bytes_left;
2542                 inodes->bytes_left = 0;
2543                 inodes->elem_missed += 3;
2544         }
2545
2546         return 0;
2547 }
2548
2549 int iterate_inodes_from_logical(u64 logical, struct btrfs_fs_info *fs_info,
2550                                 struct btrfs_path *path,
2551                                 void *ctx, bool ignore_offset)
2552 {
2553         struct btrfs_backref_walk_ctx walk_ctx = { 0 };
2554         int ret;
2555         u64 flags = 0;
2556         struct btrfs_key found_key;
2557         int search_commit_root = path->search_commit_root;
2558
2559         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, path, &found_key, &flags);
2560         btrfs_release_path(path);
2561         if (ret < 0)
2562                 return ret;
2563         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK)
2564                 return -EINVAL;
2565
2566         walk_ctx.bytenr = found_key.objectid;
2567         if (ignore_offset)
2568                 walk_ctx.ignore_extent_item_pos = true;
2569         else
2570                 walk_ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
2571         walk_ctx.fs_info = fs_info;
2572
2573         return iterate_extent_inodes(&walk_ctx, search_commit_root,
2574                                      build_ino_list, ctx);
2575 }
2576
2577 static int inode_to_path(u64 inum, u32 name_len, unsigned long name_off,
2578                          struct extent_buffer *eb, struct inode_fs_paths *ipath);
2579
2580 static int iterate_inode_refs(u64 inum, struct inode_fs_paths *ipath)
2581 {
2582         int ret = 0;
2583         int slot;
2584         u32 cur;
2585         u32 len;
2586         u32 name_len;
2587         u64 parent = 0;
2588         int found = 0;
2589         struct btrfs_root *fs_root = ipath->fs_root;
2590         struct btrfs_path *path = ipath->btrfs_path;
2591         struct extent_buffer *eb;
2592         struct btrfs_inode_ref *iref;
2593         struct btrfs_key found_key;
2594
2595         while (!ret) {
2596                 ret = btrfs_find_item(fs_root, path, inum,
2597                                 parent ? parent + 1 : 0, BTRFS_INODE_REF_KEY,
2598                                 &found_key);
2599
2600                 if (ret < 0)
2601                         break;
2602                 if (ret) {
2603                         ret = found ? 0 : -ENOENT;
2604                         break;
2605                 }
2606                 ++found;
2607
2608                 parent = found_key.offset;
2609                 slot = path->slots[0];
2610                 eb = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
2611                 if (!eb) {
2612                         ret = -ENOMEM;
2613                         break;
2614                 }
2615                 btrfs_release_path(path);
2616
2617                 iref = btrfs_item_ptr(eb, slot, struct btrfs_inode_ref);
2618
2619                 for (cur = 0; cur < btrfs_item_size(eb, slot); cur += len) {
2620                         name_len = btrfs_inode_ref_name_len(eb, iref);
2621                         /* path must be released before calling iterate()! */
2622                         btrfs_debug(fs_root->fs_info,
2623                                 "following ref at offset %u for inode %llu in tree %llu",
2624                                 cur, found_key.objectid,
2625                                 fs_root->root_key.objectid);
2626                         ret = inode_to_path(parent, name_len,
2627                                       (unsigned long)(iref + 1), eb, ipath);
2628                         if (ret)
2629                                 break;
2630                         len = sizeof(*iref) + name_len;
2631                         iref = (struct btrfs_inode_ref *)((char *)iref + len);
2632                 }
2633                 free_extent_buffer(eb);
2634         }
2635
2636         btrfs_release_path(path);
2637
2638         return ret;
2639 }
2640
2641 static int iterate_inode_extrefs(u64 inum, struct inode_fs_paths *ipath)
2642 {
2643         int ret;
2644         int slot;
2645         u64 offset = 0;
2646         u64 parent;
2647         int found = 0;
2648         struct btrfs_root *fs_root = ipath->fs_root;
2649         struct btrfs_path *path = ipath->btrfs_path;
2650         struct extent_buffer *eb;
2651         struct btrfs_inode_extref *extref;
2652         u32 item_size;
2653         u32 cur_offset;
2654         unsigned long ptr;
2655
2656         while (1) {
2657                 ret = btrfs_find_one_extref(fs_root, inum, offset, path, &extref,
2658                                             &offset);
2659                 if (ret < 0)
2660                         break;
2661                 if (ret) {
2662                         ret = found ? 0 : -ENOENT;
2663                         break;
2664                 }
2665                 ++found;
2666
2667                 slot = path->slots[0];
2668                 eb = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
2669                 if (!eb) {
2670                         ret = -ENOMEM;
2671                         break;
2672                 }
2673                 btrfs_release_path(path);
2674
2675                 item_size = btrfs_item_size(eb, slot);
2676                 ptr = btrfs_item_ptr_offset(eb, slot);
2677                 cur_offset = 0;
2678
2679                 while (cur_offset < item_size) {
2680                         u32 name_len;
2681
2682                         extref = (struct btrfs_inode_extref *)(ptr + cur_offset);
2683                         parent = btrfs_inode_extref_parent(eb, extref);
2684                         name_len = btrfs_inode_extref_name_len(eb, extref);
2685                         ret = inode_to_path(parent, name_len,
2686                                       (unsigned long)&extref->name, eb, ipath);
2687                         if (ret)
2688                                 break;
2689
2690                         cur_offset += btrfs_inode_extref_name_len(eb, extref);
2691                         cur_offset += sizeof(*extref);
2692                 }
2693                 free_extent_buffer(eb);
2694
2695                 offset++;
2696         }
2697
2698         btrfs_release_path(path);
2699
2700         return ret;
2701 }
2702
2703 /*
2704  * returns 0 if the path could be dumped (probably truncated)
2705  * returns <0 in case of an error
2706  */
2707 static int inode_to_path(u64 inum, u32 name_len, unsigned long name_off,
2708                          struct extent_buffer *eb, struct inode_fs_paths *ipath)
2709 {
2710         char *fspath;
2711         char *fspath_min;
2712         int i = ipath->fspath->elem_cnt;
2713         const int s_ptr = sizeof(char *);
2714         u32 bytes_left;
2715
2716         bytes_left = ipath->fspath->bytes_left > s_ptr ?
2717                                         ipath->fspath->bytes_left - s_ptr : 0;
2718
2719         fspath_min = (char *)ipath->fspath->val + (i + 1) * s_ptr;
2720         fspath = btrfs_ref_to_path(ipath->fs_root, ipath->btrfs_path, name_len,
2721                                    name_off, eb, inum, fspath_min, bytes_left);
2722         if (IS_ERR(fspath))
2723                 return PTR_ERR(fspath);
2724
2725         if (fspath > fspath_min) {
2726                 ipath->fspath->val[i] = (u64)(unsigned long)fspath;
2727                 ++ipath->fspath->elem_cnt;
2728                 ipath->fspath->bytes_left = fspath - fspath_min;
2729         } else {
2730                 ++ipath->fspath->elem_missed;
2731                 ipath->fspath->bytes_missing += fspath_min - fspath;
2732                 ipath->fspath->bytes_left = 0;
2733         }
2734
2735         return 0;
2736 }
2737
2738 /*
2739  * this dumps all file system paths to the inode into the ipath struct, provided
2740  * is has been created large enough. each path is zero-terminated and accessed
2741  * from ipath->fspath->val[i].
2742  * when it returns, there are ipath->fspath->elem_cnt number of paths available
2743  * in ipath->fspath->val[]. when the allocated space wasn't sufficient, the
2744  * number of missed paths is recorded in ipath->fspath->elem_missed, otherwise,
2745  * it's zero. ipath->fspath->bytes_missing holds the number of bytes that would
2746  * have been needed to return all paths.
2747  */
2748 int paths_from_inode(u64 inum, struct inode_fs_paths *ipath)
2749 {
2750         int ret;
2751         int found_refs = 0;
2752
2753         ret = iterate_inode_refs(inum, ipath);
2754         if (!ret)
2755                 ++found_refs;
2756         else if (ret != -ENOENT)
2757                 return ret;
2758
2759         ret = iterate_inode_extrefs(inum, ipath);
2760         if (ret == -ENOENT && found_refs)
2761                 return 0;
2762
2763         return ret;
2764 }
2765
2766 struct btrfs_data_container *init_data_container(u32 total_bytes)
2767 {
2768         struct btrfs_data_container *data;
2769         size_t alloc_bytes;
2770
2771         alloc_bytes = max_t(size_t, total_bytes, sizeof(*data));
2772         data = kvmalloc(alloc_bytes, GFP_KERNEL);
2773         if (!data)
2774                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2775
2776         if (total_bytes >= sizeof(*data)) {
2777                 data->bytes_left = total_bytes - sizeof(*data);
2778                 data->bytes_missing = 0;
2779         } else {
2780                 data->bytes_missing = sizeof(*data) - total_bytes;
2781                 data->bytes_left = 0;
2782         }
2783
2784         data->elem_cnt = 0;
2785         data->elem_missed = 0;
2786
2787         return data;
2788 }
2789
2790 /*
2791  * allocates space to return multiple file system paths for an inode.
2792  * total_bytes to allocate are passed, note that space usable for actual path
2793  * information will be total_bytes - sizeof(struct inode_fs_paths).
2794  * the returned pointer must be freed with free_ipath() in the end.
2795  */
2796 struct inode_fs_paths *init_ipath(s32 total_bytes, struct btrfs_root *fs_root,
2797                                         struct btrfs_path *path)
2798 {
2799         struct inode_fs_paths *ifp;
2800         struct btrfs_data_container *fspath;
2801
2802         fspath = init_data_container(total_bytes);
2803         if (IS_ERR(fspath))
2804                 return ERR_CAST(fspath);
2805
2806         ifp = kmalloc(sizeof(*ifp), GFP_KERNEL);
2807         if (!ifp) {
2808                 kvfree(fspath);
2809                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2810         }
2811
2812         ifp->btrfs_path = path;
2813         ifp->fspath = fspath;
2814         ifp->fs_root = fs_root;
2815
2816         return ifp;
2817 }
2818
2819 void free_ipath(struct inode_fs_paths *ipath)
2820 {
2821         if (!ipath)
2822                 return;
2823         kvfree(ipath->fspath);
2824         kfree(ipath);
2825 }
2826
2827 struct btrfs_backref_iter *btrfs_backref_iter_alloc(struct btrfs_fs_info *fs_info)
2828 {
2829         struct btrfs_backref_iter *ret;
2830
2831         ret = kzalloc(sizeof(*ret), GFP_NOFS);
2832         if (!ret)
2833                 return NULL;
2834
2835         ret->path = btrfs_alloc_path();
2836         if (!ret->path) {
2837                 kfree(ret);
2838                 return NULL;
2839         }
2840
2841         /* Current backref iterator only supports iteration in commit root */
2842         ret->path->search_commit_root = 1;
2843         ret->path->skip_locking = 1;
2844         ret->fs_info = fs_info;
2845
2846         return ret;
2847 }
2848
2849 int btrfs_backref_iter_start(struct btrfs_backref_iter *iter, u64 bytenr)
2850 {
2851         struct btrfs_fs_info *fs_info = iter->fs_info;
2852         struct btrfs_root *extent_root = btrfs_extent_root(fs_info, bytenr);
2853         struct btrfs_path *path = iter->path;
2854         struct btrfs_extent_item *ei;
2855         struct btrfs_key key;
2856         int ret;
2857
2858         key.objectid = bytenr;
2859         key.type = BTRFS_METADATA_ITEM_KEY;
2860         key.offset = (u64)-1;
2861         iter->bytenr = bytenr;
2862
2863         ret = btrfs_search_slot(NULL, extent_root, &key, path, 0, 0);
2864         if (ret < 0)
2865                 return ret;
2866         if (ret == 0) {
2867                 ret = -EUCLEAN;
2868                 goto release;
2869         }
2870         if (path->slots[0] == 0) {
2871                 WARN_ON(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG));
2872                 ret = -EUCLEAN;
2873                 goto release;
2874         }
2875         path->slots[0]--;
2876
2877         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
2878         if ((key.type != BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY &&
2879              key.type != BTRFS_METADATA_ITEM_KEY) || key.objectid != bytenr) {
2880                 ret = -ENOENT;
2881                 goto release;
2882         }
2883         memcpy(&iter->cur_key, &key, sizeof(key));
2884         iter->item_ptr = (u32)btrfs_item_ptr_offset(path->nodes[0],
2885                                                     path->slots[0]);
2886         iter->end_ptr = (u32)(iter->item_ptr +
2887                         btrfs_item_size(path->nodes[0], path->slots[0]));
2888         ei = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
2889                             struct btrfs_extent_item);
2890
2891         /*
2892          * Only support iteration on tree backref yet.
2893          *
2894          * This is an extra precaution for non skinny-metadata, where
2895          * EXTENT_ITEM is also used for tree blocks, that we can only use
2896          * extent flags to determine if it's a tree block.
2897          */
2898         if (btrfs_extent_flags(path->nodes[0], ei) & BTRFS_EXTENT_FLAG_DATA) {
2899                 ret = -ENOTSUPP;
2900                 goto release;
2901         }
2902         iter->cur_ptr = (u32)(iter->item_ptr + sizeof(*ei));
2903
2904         /* If there is no inline backref, go search for keyed backref */
2905         if (iter->cur_ptr >= iter->end_ptr) {
2906                 ret = btrfs_next_item(extent_root, path);
2907
2908                 /* No inline nor keyed ref */
2909                 if (ret > 0) {
2910                         ret = -ENOENT;
2911                         goto release;
2912                 }
2913                 if (ret < 0)
2914                         goto release;
2915
2916                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &iter->cur_key,
2917                                 path->slots[0]);
2918                 if (iter->cur_key.objectid != bytenr ||
2919                     (iter->cur_key.type != BTRFS_SHARED_BLOCK_REF_KEY &&
2920                      iter->cur_key.type != BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY)) {
2921                         ret = -ENOENT;
2922                         goto release;
2923                 }
2924                 iter->cur_ptr = (u32)btrfs_item_ptr_offset(path->nodes[0],
2925                                                            path->slots[0]);
2926                 iter->item_ptr = iter->cur_ptr;
2927                 iter->end_ptr = (u32)(iter->item_ptr + btrfs_item_size(
2928                                       path->nodes[0], path->slots[0]));
2929         }
2930
2931         return 0;
2932 release:
2933         btrfs_backref_iter_release(iter);
2934         return ret;
2935 }
2936
2937 /*
2938  * Go to the next backref item of current bytenr, can be either inlined or
2939  * keyed.
2940  *
2941  * Caller needs to check whether it's inline ref or not by iter->cur_key.
2942  *
2943  * Return 0 if we get next backref without problem.
2944  * Return >0 if there is no extra backref for this bytenr.
2945  * Return <0 if there is something wrong happened.
2946  */
2947 int btrfs_backref_iter_next(struct btrfs_backref_iter *iter)
2948 {
2949         struct extent_buffer *eb = btrfs_backref_get_eb(iter);
2950         struct btrfs_root *extent_root;
2951         struct btrfs_path *path = iter->path;
2952         struct btrfs_extent_inline_ref *iref;
2953         int ret;
2954         u32 size;
2955
2956         if (btrfs_backref_iter_is_inline_ref(iter)) {
2957                 /* We're still inside the inline refs */
2958                 ASSERT(iter->cur_ptr < iter->end_ptr);
2959
2960                 if (btrfs_backref_has_tree_block_info(iter)) {
2961                         /* First tree block info */
2962                         size = sizeof(struct btrfs_tree_block_info);
2963                 } else {
2964                         /* Use inline ref type to determine the size */
2965                         int type;
2966
2967                         iref = (struct btrfs_extent_inline_ref *)
2968                                 ((unsigned long)iter->cur_ptr);
2969                         type = btrfs_extent_inline_ref_type(eb, iref);
2970
2971                         size = btrfs_extent_inline_ref_size(type);
2972                 }
2973                 iter->cur_ptr += size;
2974                 if (iter->cur_ptr < iter->end_ptr)
2975                         return 0;
2976
2977                 /* All inline items iterated, fall through */
2978         }
2979
2980         /* We're at keyed items, there is no inline item, go to the next one */
2981         extent_root = btrfs_extent_root(iter->fs_info, iter->bytenr);
2982         ret = btrfs_next_item(extent_root, iter->path);
2983         if (ret)
2984                 return ret;
2985
2986         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &iter->cur_key, path->slots[0]);
2987         if (iter->cur_key.objectid != iter->bytenr ||
2988             (iter->cur_key.type != BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY &&
2989              iter->cur_key.type != BTRFS_SHARED_BLOCK_REF_KEY))
2990                 return 1;
2991         iter->item_ptr = (u32)btrfs_item_ptr_offset(path->nodes[0],
2992                                         path->slots[0]);
2993         iter->cur_ptr = iter->item_ptr;
2994         iter->end_ptr = iter->item_ptr + (u32)btrfs_item_size(path->nodes[0],
2995                                                 path->slots[0]);
2996         return 0;
2997 }
2998
2999 void btrfs_backref_init_cache(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3000                               struct btrfs_backref_cache *cache, int is_reloc)
3001 {
3002         int i;
3003
3004         cache->rb_root = RB_ROOT;
3005         for (i = 0; i < BTRFS_MAX_LEVEL; i++)
3006                 INIT_LIST_HEAD(&cache->pending[i]);
3007         INIT_LIST_HEAD(&cache->changed);
3008         INIT_LIST_HEAD(&cache->detached);
3009         INIT_LIST_HEAD(&cache->leaves);
3010         INIT_LIST_HEAD(&cache->pending_edge);
3011         INIT_LIST_HEAD(&cache->useless_node);
3012         cache->fs_info = fs_info;
3013         cache->is_reloc = is_reloc;
3014 }
3015
3016 struct btrfs_backref_node *btrfs_backref_alloc_node(
3017                 struct btrfs_backref_cache *cache, u64 bytenr, int level)
3018 {
3019         struct btrfs_backref_node *node;
3020
3021         ASSERT(level >= 0 && level < BTRFS_MAX_LEVEL);
3022         node = kzalloc(sizeof(*node), GFP_NOFS);
3023         if (!node)
3024                 return node;
3025
3026         INIT_LIST_HEAD(&node->list);
3027         INIT_LIST_HEAD(&node->upper);
3028         INIT_LIST_HEAD(&node->lower);
3029         RB_CLEAR_NODE(&node->rb_node);
3030         cache->nr_nodes++;
3031         node->level = level;
3032         node->bytenr = bytenr;
3033
3034         return node;
3035 }
3036
3037 struct btrfs_backref_edge *btrfs_backref_alloc_edge(
3038                 struct btrfs_backref_cache *cache)
3039 {
3040         struct btrfs_backref_edge *edge;
3041
3042         edge = kzalloc(sizeof(*edge), GFP_NOFS);
3043         if (edge)
3044                 cache->nr_edges++;
3045         return edge;
3046 }
3047
3048 /*
3049  * Drop the backref node from cache, also cleaning up all its
3050  * upper edges and any uncached nodes in the path.
3051  *
3052  * This cleanup happens bottom up, thus the node should either
3053  * be the lowest node in the cache or a detached node.
3054  */
3055 void btrfs_backref_cleanup_node(struct btrfs_backref_cache *cache,
3056                                 struct btrfs_backref_node *node)
3057 {
3058         struct btrfs_backref_node *upper;
3059         struct btrfs_backref_edge *edge;
3060
3061         if (!node)
3062                 return;
3063
3064         BUG_ON(!node->lowest && !node->detached);
3065         while (!list_empty(&node->upper)) {
3066                 edge = list_entry(node->upper.next, struct btrfs_backref_edge,
3067                                   list[LOWER]);
3068                 upper = edge->node[UPPER];
3069                 list_del(&edge->list[LOWER]);
3070                 list_del(&edge->list[UPPER]);
3071                 btrfs_backref_free_edge(cache, edge);
3072
3073                 /*
3074                  * Add the node to leaf node list if no other child block
3075                  * cached.
3076                  */
3077                 if (list_empty(&upper->lower)) {
3078                         list_add_tail(&upper->lower, &cache->leaves);
3079                         upper->lowest = 1;
3080                 }
3081         }
3082
3083         btrfs_backref_drop_node(cache, node);
3084 }
3085
3086 /*
3087  * Release all nodes/edges from current cache
3088  */
3089 void btrfs_backref_release_cache(struct btrfs_backref_cache *cache)
3090 {
3091         struct btrfs_backref_node *node;
3092         int i;
3093
3094         while (!list_empty(&cache->detached)) {
3095                 node = list_entry(cache->detached.next,
3096                                   struct btrfs_backref_node, list);
3097                 btrfs_backref_cleanup_node(cache, node);
3098         }
3099
3100         while (!list_empty(&cache->leaves)) {
3101                 node = list_entry(cache->leaves.next,
3102                                   struct btrfs_backref_node, lower);
3103                 btrfs_backref_cleanup_node(cache, node);
3104         }
3105
3106         cache->last_trans = 0;
3107
3108         for (i = 0; i < BTRFS_MAX_LEVEL; i++)
3109                 ASSERT(list_empty(&cache->pending[i]));
3110         ASSERT(list_empty(&cache->pending_edge));
3111         ASSERT(list_empty(&cache->useless_node));
3112         ASSERT(list_empty(&cache->changed));
3113         ASSERT(list_empty(&cache->detached));
3114         ASSERT(RB_EMPTY_ROOT(&cache->rb_root));
3115         ASSERT(!cache->nr_nodes);
3116         ASSERT(!cache->nr_edges);
3117 }
3118
3119 /*
3120  * Handle direct tree backref
3121  *
3122  * Direct tree backref means, the backref item shows its parent bytenr
3123  * directly. This is for SHARED_BLOCK_REF backref (keyed or inlined).
3124  *
3125  * @ref_key:    The converted backref key.
3126  *              For keyed backref, it's the item key.
3127  *              For inlined backref, objectid is the bytenr,
3128  *              type is btrfs_inline_ref_type, offset is
3129  *              btrfs_inline_ref_offset.
3130  */
3131 static int handle_direct_tree_backref(struct btrfs_backref_cache *cache,
3132                                       struct btrfs_key *ref_key,
3133                                       struct btrfs_backref_node *cur)
3134 {
3135         struct btrfs_backref_edge *edge;
3136         struct btrfs_backref_node *upper;
3137         struct rb_node *rb_node;
3138
3139         ASSERT(ref_key->type == BTRFS_SHARED_BLOCK_REF_KEY);
3140
3141         /* Only reloc root uses backref pointing to itself */
3142         if (ref_key->objectid == ref_key->offset) {
3143                 struct btrfs_root *root;
3144
3145                 cur->is_reloc_root = 1;
3146                 /* Only reloc backref cache cares about a specific root */
3147                 if (cache->is_reloc) {
3148                         root = find_reloc_root(cache->fs_info, cur->bytenr);
3149                         if (!root)
3150                                 return -ENOENT;
3151                         cur->root = root;
3152                 } else {
3153                         /*
3154                          * For generic purpose backref cache, reloc root node
3155                          * is useless.
3156                          */
3157                         list_add(&cur->list, &cache->useless_node);
3158                 }
3159                 return 0;
3160         }
3161
3162         edge = btrfs_backref_alloc_edge(cache);
3163         if (!edge)
3164                 return -ENOMEM;
3165
3166         rb_node = rb_simple_search(&cache->rb_root, ref_key->offset);
3167         if (!rb_node) {
3168                 /* Parent node not yet cached */
3169                 upper = btrfs_backref_alloc_node(cache, ref_key->offset,
3170                                            cur->level + 1);
3171                 if (!upper) {
3172                         btrfs_backref_free_edge(cache, edge);
3173                         return -ENOMEM;
3174                 }
3175
3176                 /*
3177                  *  Backrefs for the upper level block isn't cached, add the
3178                  *  block to pending list
3179                  */
3180                 list_add_tail(&edge->list[UPPER], &cache->pending_edge);
3181         } else {
3182                 /* Parent node already cached */
3183                 upper = rb_entry(rb_node, struct btrfs_backref_node, rb_node);
3184                 ASSERT(upper->checked);
3185                 INIT_LIST_HEAD(&edge->list[UPPER]);
3186         }
3187         btrfs_backref_link_edge(edge, cur, upper, LINK_LOWER);
3188         return 0;
3189 }
3190
3191 /*
3192  * Handle indirect tree backref
3193  *
3194  * Indirect tree backref means, we only know which tree the node belongs to.
3195  * We still need to do a tree search to find out the parents. This is for
3196  * TREE_BLOCK_REF backref (keyed or inlined).
3197  *
3198  * @ref_key:    The same as @ref_key in  handle_direct_tree_backref()
3199  * @tree_key:   The first key of this tree block.
3200  * @path:       A clean (released) path, to avoid allocating path every time
3201  *              the function get called.
3202  */
3203 static int handle_indirect_tree_backref(struct btrfs_backref_cache *cache,
3204                                         struct btrfs_path *path,
3205                                         struct btrfs_key *ref_key,
3206                                         struct btrfs_key *tree_key,
3207                                         struct btrfs_backref_node *cur)
3208 {
3209         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
3210         struct btrfs_backref_node *upper;
3211         struct btrfs_backref_node *lower;
3212         struct btrfs_backref_edge *edge;
3213         struct extent_buffer *eb;
3214         struct btrfs_root *root;
3215         struct rb_node *rb_node;
3216         int level;
3217         bool need_check = true;
3218         int ret;
3219
3220         root = btrfs_get_fs_root(fs_info, ref_key->offset, false);
3221         if (IS_ERR(root))
3222                 return PTR_ERR(root);
3223         if (!test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE, &root->state))
3224                 cur->cowonly = 1;
3225
3226         if (btrfs_root_level(&root->root_item) == cur->level) {
3227                 /* Tree root */
3228                 ASSERT(btrfs_root_bytenr(&root->root_item) == cur->bytenr);
3229                 /*
3230                  * For reloc backref cache, we may ignore reloc root.  But for
3231                  * general purpose backref cache, we can't rely on
3232                  * btrfs_should_ignore_reloc_root() as it may conflict with
3233                  * current running relocation and lead to missing root.
3234                  *
3235                  * For general purpose backref cache, reloc root detection is
3236                  * completely relying on direct backref (key->offset is parent
3237                  * bytenr), thus only do such check for reloc cache.
3238                  */
3239                 if (btrfs_should_ignore_reloc_root(root) && cache->is_reloc) {
3240                         btrfs_put_root(root);
3241                         list_add(&cur->list, &cache->useless_node);
3242                 } else {
3243                         cur->root = root;
3244                 }
3245                 return 0;
3246         }
3247
3248         level = cur->level + 1;
3249
3250         /* Search the tree to find parent blocks referring to the block */
3251         path->search_commit_root = 1;
3252         path->skip_locking = 1;
3253         path->lowest_level = level;
3254         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, tree_key, path, 0, 0);
3255         path->lowest_level = 0;
3256         if (ret < 0) {
3257                 btrfs_put_root(root);
3258                 return ret;
3259         }
3260         if (ret > 0 && path->slots[level] > 0)
3261                 path->slots[level]--;
3262
3263         eb = path->nodes[level];
3264         if (btrfs_node_blockptr(eb, path->slots[level]) != cur->bytenr) {
3265                 btrfs_err(fs_info,
3266 "couldn't find block (%llu) (level %d) in tree (%llu) with key (%llu %u %llu)",
3267                           cur->bytenr, level - 1, root->root_key.objectid,
3268                           tree_key->objectid, tree_key->type, tree_key->offset);
3269                 btrfs_put_root(root);
3270                 ret = -ENOENT;
3271                 goto out;
3272         }
3273         lower = cur;
3274
3275         /* Add all nodes and edges in the path */
3276         for (; level < BTRFS_MAX_LEVEL; level++) {
3277                 if (!path->nodes[level]) {
3278                         ASSERT(btrfs_root_bytenr(&root->root_item) ==
3279                                lower->bytenr);
3280                         /* Same as previous should_ignore_reloc_root() call */
3281                         if (btrfs_should_ignore_reloc_root(root) &&
3282                             cache->is_reloc) {
3283                                 btrfs_put_root(root);
3284                                 list_add(&lower->list, &cache->useless_node);
3285                         } else {
3286                                 lower->root = root;
3287                         }
3288                         break;
3289                 }
3290
3291                 edge = btrfs_backref_alloc_edge(cache);
3292                 if (!edge) {
3293                         btrfs_put_root(root);
3294                         ret = -ENOMEM;
3295                         goto out;
3296                 }
3297
3298                 eb = path->nodes[level];
3299                 rb_node = rb_simple_search(&cache->rb_root, eb->start);
3300                 if (!rb_node) {
3301                         upper = btrfs_backref_alloc_node(cache, eb->start,
3302                                                          lower->level + 1);
3303                         if (!upper) {
3304                                 btrfs_put_root(root);
3305                                 btrfs_backref_free_edge(cache, edge);
3306                                 ret = -ENOMEM;
3307                                 goto out;
3308                         }
3309                         upper->owner = btrfs_header_owner(eb);
3310                         if (!test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE, &root->state))
3311                                 upper->cowonly = 1;
3312
3313                         /*
3314                          * If we know the block isn't shared we can avoid
3315                          * checking its backrefs.
3316                          */
3317                         if (btrfs_block_can_be_shared(root, eb))
3318                                 upper->checked = 0;
3319                         else
3320                                 upper->checked = 1;
3321
3322                         /*
3323                          * Add the block to pending list if we need to check its
3324                          * backrefs, we only do this once while walking up a
3325                          * tree as we will catch anything else later on.
3326                          */
3327                         if (!upper->checked && need_check) {
3328                                 need_check = false;
3329                                 list_add_tail(&edge->list[UPPER],
3330                                               &cache->pending_edge);
3331                         } else {
3332                                 if (upper->checked)
3333                                         need_check = true;
3334                                 INIT_LIST_HEAD(&edge->list[UPPER]);
3335                         }
3336                 } else {
3337                         upper = rb_entry(rb_node, struct btrfs_backref_node,
3338                                          rb_node);
3339                         ASSERT(upper->checked);
3340                         INIT_LIST_HEAD(&edge->list[UPPER]);
3341                         if (!upper->owner)
3342                                 upper->owner = btrfs_header_owner(eb);
3343                 }
3344                 btrfs_backref_link_edge(edge, lower, upper, LINK_LOWER);
3345
3346                 if (rb_node) {
3347                         btrfs_put_root(root);
3348                         break;
3349                 }
3350                 lower = upper;
3351                 upper = NULL;
3352         }
3353 out:
3354         btrfs_release_path(path);
3355         return ret;
3356 }
3357
3358 /*
3359  * Add backref node @cur into @cache.
3360  *
3361  * NOTE: Even if the function returned 0, @cur is not yet cached as its upper
3362  *       links aren't yet bi-directional. Needs to finish such links.
3363  *       Use btrfs_backref_finish_upper_links() to finish such linkage.
3364  *
3365  * @path:       Released path for indirect tree backref lookup
3366  * @iter:       Released backref iter for extent tree search
3367  * @node_key:   The first key of the tree block
3368  */
3369 int btrfs_backref_add_tree_node(struct btrfs_backref_cache *cache,
3370                                 struct btrfs_path *path,
3371                                 struct btrfs_backref_iter *iter,
3372                                 struct btrfs_key *node_key,
3373                                 struct btrfs_backref_node *cur)
3374 {
3375         struct btrfs_fs_info *fs_info = cache->fs_info;
3376         struct btrfs_backref_edge *edge;
3377         struct btrfs_backref_node *exist;
3378         int ret;
3379
3380         ret = btrfs_backref_iter_start(iter, cur->bytenr);
3381         if (ret < 0)
3382                 return ret;
3383         /*
3384          * We skip the first btrfs_tree_block_info, as we don't use the key
3385          * stored in it, but fetch it from the tree block
3386          */
3387         if (btrfs_backref_has_tree_block_info(iter)) {
3388                 ret = btrfs_backref_iter_next(iter);
3389                 if (ret < 0)
3390                         goto out;
3391                 /* No extra backref? This means the tree block is corrupted */
3392                 if (ret > 0) {
3393                         ret = -EUCLEAN;
3394                         goto out;
3395                 }
3396         }
3397         WARN_ON(cur->checked);
3398         if (!list_empty(&cur->upper)) {
3399                 /*
3400                  * The backref was added previously when processing backref of
3401                  * type BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY
3402                  */
3403                 ASSERT(list_is_singular(&cur->upper));
3404                 edge = list_entry(cur->upper.next, struct btrfs_backref_edge,
3405                                   list[LOWER]);
3406                 ASSERT(list_empty(&edge->list[UPPER]));
3407                 exist = edge->node[UPPER];
3408                 /*
3409                  * Add the upper level block to pending list if we need check
3410                  * its backrefs
3411                  */
3412                 if (!exist->checked)
3413                         list_add_tail(&edge->list[UPPER], &cache->pending_edge);
3414         } else {
3415                 exist = NULL;
3416         }
3417
3418         for (; ret == 0; ret = btrfs_backref_iter_next(iter)) {
3419                 struct extent_buffer *eb;
3420                 struct btrfs_key key;
3421                 int type;
3422
3423                 cond_resched();
3424                 eb = btrfs_backref_get_eb(iter);
3425
3426                 key.objectid = iter->bytenr;
3427                 if (btrfs_backref_iter_is_inline_ref(iter)) {
3428                         struct btrfs_extent_inline_ref *iref;
3429
3430                         /* Update key for inline backref */
3431                         iref = (struct btrfs_extent_inline_ref *)
3432                                 ((unsigned long)iter->cur_ptr);
3433                         type = btrfs_get_extent_inline_ref_type(eb, iref,
3434                                                         BTRFS_REF_TYPE_BLOCK);
3435                         if (type == BTRFS_REF_TYPE_INVALID) {
3436                                 ret = -EUCLEAN;
3437                                 goto out;
3438                         }
3439                         key.type = type;
3440                         key.offset = btrfs_extent_inline_ref_offset(eb, iref);
3441                 } else {
3442                         key.type = iter->cur_key.type;
3443                         key.offset = iter->cur_key.offset;
3444                 }
3445
3446                 /*
3447                  * Parent node found and matches current inline ref, no need to
3448                  * rebuild this node for this inline ref
3449                  */
3450                 if (exist &&
3451                     ((key.type == BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY &&
3452                       exist->owner == key.offset) ||
3453                      (key.type == BTRFS_SHARED_BLOCK_REF_KEY &&
3454                       exist->bytenr == key.offset))) {
3455                         exist = NULL;
3456                         continue;
3457                 }
3458
3459                 /* SHARED_BLOCK_REF means key.offset is the parent bytenr */
3460                 if (key.type == BTRFS_SHARED_BLOCK_REF_KEY) {
3461                         ret = handle_direct_tree_backref(cache, &key, cur);
3462                         if (ret < 0)
3463                                 goto out;
3464                         continue;
3465                 } else if (unlikely(key.type == BTRFS_EXTENT_REF_V0_KEY)) {
3466                         ret = -EINVAL;
3467                         btrfs_print_v0_err(fs_info);
3468                         btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret, NULL);
3469                         goto out;
3470                 } else if (key.type != BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY) {
3471                         continue;
3472                 }
3473
3474                 /*
3475                  * key.type == BTRFS_TREE_BLOCK_REF_KEY, inline ref offset
3476                  * means the root objectid. We need to search the tree to get
3477                  * its parent bytenr.
3478                  */
3479                 ret = handle_indirect_tree_backref(cache, path, &key, node_key,
3480                                                    cur);
3481                 if (ret < 0)
3482                         goto out;
3483         }
3484         ret = 0;
3485         cur->checked = 1;
3486         WARN_ON(exist);
3487 out:
3488         btrfs_backref_iter_release(iter);
3489         return ret;
3490 }
3491
3492 /*
3493  * Finish the upwards linkage created by btrfs_backref_add_tree_node()
3494  */
3495 int btrfs_backref_finish_upper_links(struct btrfs_backref_cache *cache,
3496                                      struct btrfs_backref_node *start)
3497 {
3498         struct list_head *useless_node = &cache->useless_node;
3499         struct btrfs_backref_edge *edge;
3500         struct rb_node *rb_node;
3501         LIST_HEAD(pending_edge);
3502
3503         ASSERT(start->checked);
3504
3505         /* Insert this node to cache if it's not COW-only */
3506         if (!start->cowonly) {
3507                 rb_node = rb_simple_insert(&cache->rb_root, start->bytenr,
3508                                            &start->rb_node);
3509                 if (rb_node)
3510                         btrfs_backref_panic(cache->fs_info, start->bytenr,
3511                                             -EEXIST);
3512                 list_add_tail(&start->lower, &cache->leaves);
3513         }
3514
3515         /*
3516          * Use breadth first search to iterate all related edges.
3517          *
3518          * The starting points are all the edges of this node
3519          */
3520         list_for_each_entry(edge, &start->upper, list[LOWER])
3521                 list_add_tail(&edge->list[UPPER], &pending_edge);
3522
3523         while (!list_empty(&pending_edge)) {
3524                 struct btrfs_backref_node *upper;
3525                 struct btrfs_backref_node *lower;
3526
3527                 edge = list_first_entry(&pending_edge,
3528                                 struct btrfs_backref_edge, list[UPPER]);
3529                 list_del_init(&edge->list[UPPER]);
3530                 upper = edge->node[UPPER];
3531                 lower = edge->node[LOWER];
3532
3533                 /* Parent is detached, no need to keep any edges */
3534                 if (upper->detached) {
3535                         list_del(&edge->list[LOWER]);
3536                         btrfs_backref_free_edge(cache, edge);
3537
3538                         /* Lower node is orphan, queue for cleanup */
3539                         if (list_empty(&lower->upper))
3540                                 list_add(&lower->list, useless_node);
3541                         continue;
3542                 }
3543
3544                 /*
3545                  * All new nodes added in current build_backref_tree() haven't
3546                  * been linked to the cache rb tree.
3547                  * So if we have upper->rb_node populated, this means a cache
3548                  * hit. We only need to link the edge, as @upper and all its
3549                  * parents have already been linked.
3550                  */
3551                 if (!RB_EMPTY_NODE(&upper->rb_node)) {
3552                         if (upper->lowest) {
3553                                 list_del_init(&upper->lower);
3554                                 upper->lowest = 0;
3555                         }
3556
3557                         list_add_tail(&edge->list[UPPER], &upper->lower);
3558                         continue;
3559                 }
3560
3561                 /* Sanity check, we shouldn't have any unchecked nodes */
3562                 if (!upper->checked) {
3563                         ASSERT(0);
3564                         return -EUCLEAN;
3565                 }
3566
3567                 /* Sanity check, COW-only node has non-COW-only parent */
3568                 if (start->cowonly != upper->cowonly) {
3569                         ASSERT(0);
3570                         return -EUCLEAN;
3571                 }
3572
3573                 /* Only cache non-COW-only (subvolume trees) tree blocks */
3574                 if (!upper->cowonly) {
3575                         rb_node = rb_simple_insert(&cache->rb_root, upper->bytenr,
3576                                                    &upper->rb_node);
3577                         if (rb_node) {
3578                                 btrfs_backref_panic(cache->fs_info,
3579                                                 upper->bytenr, -EEXIST);
3580                                 return -EUCLEAN;
3581                         }
3582                 }
3583
3584                 list_add_tail(&edge->list[UPPER], &upper->lower);
3585
3586                 /*
3587                  * Also queue all the parent edges of this uncached node
3588                  * to finish the upper linkage
3589                  */
3590                 list_for_each_entry(edge, &upper->upper, list[LOWER])
3591                         list_add_tail(&edge->list[UPPER], &pending_edge);
3592         }
3593         return 0;
3594 }
3595
3596 void btrfs_backref_error_cleanup(struct btrfs_backref_cache *cache,
3597                                  struct btrfs_backref_node *node)
3598 {
3599         struct btrfs_backref_node *lower;
3600         struct btrfs_backref_node *upper;
3601         struct btrfs_backref_edge *edge;
3602
3603         while (!list_empty(&cache->useless_node)) {
3604                 lower = list_first_entry(&cache->useless_node,
3605                                    struct btrfs_backref_node, list);
3606                 list_del_init(&lower->list);
3607         }
3608         while (!list_empty(&cache->pending_edge)) {
3609                 edge = list_first_entry(&cache->pending_edge,
3610                                 struct btrfs_backref_edge, list[UPPER]);
3611                 list_del(&edge->list[UPPER]);
3612                 list_del(&edge->list[LOWER]);
3613                 lower = edge->node[LOWER];
3614                 upper = edge->node[UPPER];
3615                 btrfs_backref_free_edge(cache, edge);
3616
3617                 /*
3618                  * Lower is no longer linked to any upper backref nodes and
3619                  * isn't in the cache, we can free it ourselves.
3620                  */
3621                 if (list_empty(&lower->upper) &&
3622                     RB_EMPTY_NODE(&lower->rb_node))
3623                         list_add(&lower->list, &cache->useless_node);
3624
3625                 if (!RB_EMPTY_NODE(&upper->rb_node))
3626                         continue;
3627
3628                 /* Add this guy's upper edges to the list to process */
3629                 list_for_each_entry(edge, &upper->upper, list[LOWER])
3630                         list_add_tail(&edge->list[UPPER],
3631                                       &cache->pending_edge);
3632                 if (list_empty(&upper->upper))
3633                         list_add(&upper->list, &cache->useless_node);
3634         }
3635
3636         while (!list_empty(&cache->useless_node)) {
3637                 lower = list_first_entry(&cache->useless_node,
3638                                    struct btrfs_backref_node, list);
3639                 list_del_init(&lower->list);
3640                 if (lower == node)
3641                         node = NULL;
3642                 btrfs_backref_drop_node(cache, lower);
3643         }
3644
3645         btrfs_backref_cleanup_node(cache, node);
3646         ASSERT(list_empty(&cache->useless_node) &&
3647                list_empty(&cache->pending_edge));
3648 }