// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
 */

#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/mm.h>
#include <linux/writeback.h>
#include <linux/pagemap.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/uuid.h>
#include <linux/timekeeping.h>
#include "misc.h"
#include "ctree.h"
#include "disk-io.h"
#include "transaction.h"
#include "locking.h"
#include "tree-log.h"
#include "volumes.h"
#include "dev-replace.h"
#include "qgroup.h"
#include "block-group.h"
#include "space-info.h"
#include "fs.h"
#include "accessors.h"
#include "extent-tree.h"
#include "root-tree.h"
#include "dir-item.h"
#include "uuid-tree.h"
#include "ioctl.h"
#include "relocation.h"
#include "scrub.h"

static struct kmem_cache *btrfs_trans_handle_cachep;

/*
 * Transaction states and transitions
 *
 * No running transaction (fs tree blocks are not modified)
 * |
 * | To next stage:
 * |  Call start_transaction() variants. Except btrfs_join_transaction_nostart().
 * V
 * Transaction N [[TRANS_STATE_RUNNING]]
 * |
 * | New trans handles can be attached to transaction N by calling all
 * | start_transaction() variants.
 * |
 * | To next stage:
 * |  Call btrfs_commit_transaction() on any trans handle attached to
 * |  transaction N
 * V
 * Transaction N [[TRANS_STATE_COMMIT_PREP]]
 * |
 * | If there are simultaneous calls to btrfs_commit_transaction() one will win
 * | the race and the rest will wait for the winner to commit the transaction.
 * |
 * | The winner will wait for previous running transaction to completely finish
 * | if there is one.
 * |
 * Transaction N [[TRANS_STATE_COMMIT_START]]
 * |
 * | Then one of the following happens:
 * | - Wait for all other trans handle holders to release.
 * |   The btrfs_commit_transaction() caller will do the commit work.
 * | - Wait for current transaction to be committed by others.
 * |   Other btrfs_commit_transaction() caller will do the commit work.
 * |
 * | At this stage, only btrfs_join_transaction*() variants can attach
 * | to this running transaction.
 * | All other variants will wait for current one to finish and attach to
 * | transaction N+1.
 * |
 * | To next stage:
 * |  Caller is chosen to commit transaction N, and all other trans handle
 * |  haven been released.
 * V
 * Transaction N [[TRANS_STATE_COMMIT_DOING]]
 * |
 * | The heavy lifting transaction work is started.
 * | From running delayed refs (modifying extent tree) to creating pending
 * | snapshots, running qgroups.
 * | In short, modify supporting trees to reflect modifications of subvolume
 * | trees.
 * |
 * | At this stage, all start_transaction() calls will wait for this
 * | transaction to finish and attach to transaction N+1.
 * |
 * | To next stage:
 * |  Until all supporting trees are updated.
 * V
 * Transaction N [[TRANS_STATE_UNBLOCKED]]
 * |          Transaction N+1
 * | All needed trees are modified, thus we only    [[TRANS_STATE_RUNNING]]
 * | need to write them back to disk and update     |
 * | super blocks.        |
 * |          |
 * | At this stage, new transaction is allowed to   |
 * | start.         |
 * | All new start_transaction() calls will be     |
 * | attached to transid N+1.       |
 * |          |
 * | To next stage:        |
 * |  Until all tree blocks are super blocks are    |
 * |  written to block devices       |
 * V          |
 * Transaction N [[TRANS_STATE_COMPLETED]]     V
 *   All tree blocks and super blocks are written.  Transaction N+1
 *   This transaction is finished and all its     [[TRANS_STATE_COMMIT_START]]
 *   data structures will be cleaned up.     | Life goes on
 */
static const unsigned int btrfs_blocked_trans_types[TRANS_STATE_MAX] = {
 [TRANS_STATE_RUNNING]  = 0U,
 [TRANS_STATE_COMMIT_PREP] = 0U,
 [TRANS_STATE_COMMIT_START] = (__TRANS_START | __TRANS_ATTACH),
 [TRANS_STATE_COMMIT_DOING] = (__TRANS_START |
        __TRANS_ATTACH |
        __TRANS_JOIN |
        __TRANS_JOIN_NOSTART),
 [TRANS_STATE_UNBLOCKED]  = (__TRANS_START |
        __TRANS_ATTACH |
        __TRANS_JOIN |
        __TRANS_JOIN_NOLOCK |
        __TRANS_JOIN_NOSTART),
 [TRANS_STATE_SUPER_COMMITTED] = (__TRANS_START |
        __TRANS_ATTACH |
        __TRANS_JOIN |
        __TRANS_JOIN_NOLOCK |
        __TRANS_JOIN_NOSTART),
 [TRANS_STATE_COMPLETED]  = (__TRANS_START |
        __TRANS_ATTACH |
        __TRANS_JOIN |
        __TRANS_JOIN_NOLOCK |
        __TRANS_JOIN_NOSTART),
};

void btrfs_put_transaction(struct btrfs_transaction *transaction)
{
 WARN_ON(refcount_read(&transaction->use_count) == 0);
 if (refcount_dec_and_test(&transaction->use_count)) {
  BUG_ON(!list_empty(&transaction->list));
  WARN_ON(!xa_empty(&transaction->delayed_refs.head_refs));
  WARN_ON(!xa_empty(&transaction->delayed_refs.dirty_extents));
  if (transaction->delayed_refs.pending_csums)
   btrfs_err(transaction->fs_info,
      "pending csums is %llu",
      transaction->delayed_refs.pending_csums);
  /*
   * If any block groups are found in ->deleted_bgs then it's
   * because the transaction was aborted and a commit did not
   * happen (things failed before writing the new superblock
   * and calling btrfs_finish_extent_commit()), so we can not
   * discard the physical locations of the block groups.
 */
  while (!list_empty(&transaction->deleted_bgs)) {
   struct btrfs_block_group *cache;

   cache = list_first_entry(&transaction->deleted_bgs,
       struct btrfs_block_group,
       bg_list);
   /*
    * Not strictly necessary to lock, as no other task will be using a
    * block_group on the deleted_bgs list during a transaction abort.
 */
   spin_lock(&transaction->fs_info->unused_bgs_lock);
   list_del_init(&cache->bg_list);
   spin_unlock(&transaction->fs_info->unused_bgs_lock);
   btrfs_unfreeze_block_group(cache);
   btrfs_put_block_group(cache);
  }
  WARN_ON(!list_empty(&transaction->dev_update_list));
  kfree(transaction);
 }
}

static noinline void switch_commit_roots(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_transaction *cur_trans = trans->transaction;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_root *root, *tmp;

 /*
  * At this point no one can be using this transaction to modify any tree
  * and no one can start another transaction to modify any tree either.
 */
 ASSERT(cur_trans->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);

 down_write(&fs_info->commit_root_sem);

 if (test_bit(BTRFS_FS_RELOC_RUNNING, &fs_info->flags))
  fs_info->last_reloc_trans = trans->transid;

 list_for_each_entry_safe(root, tmp, &cur_trans->switch_commits,
     dirty_list) {
  list_del_init(&root->dirty_list);
  free_extent_buffer(root->commit_root);
  root->commit_root = btrfs_root_node(root);
  btrfs_extent_io_tree_release(&root->dirty_log_pages);
  btrfs_qgroup_clean_swapped_blocks(root);
 }

 /* We can free old roots now. */
 spin_lock(&cur_trans->dropped_roots_lock);
 while (!list_empty(&cur_trans->dropped_roots)) {
  root = list_first_entry(&cur_trans->dropped_roots,
     struct btrfs_root, root_list);
  list_del_init(&root->root_list);
  spin_unlock(&cur_trans->dropped_roots_lock);
  btrfs_free_log(trans, root);
  btrfs_drop_and_free_fs_root(fs_info, root);
  spin_lock(&cur_trans->dropped_roots_lock);
 }
 spin_unlock(&cur_trans->dropped_roots_lock);

 up_write(&fs_info->commit_root_sem);
}

static inline void extwriter_counter_inc(struct btrfs_transaction *trans,
      unsigned int type)
{
 if (type & TRANS_EXTWRITERS)
  atomic_inc(&trans->num_extwriters);
}

static inline void extwriter_counter_dec(struct btrfs_transaction *trans,
      unsigned int type)
{
 if (type & TRANS_EXTWRITERS)
  atomic_dec(&trans->num_extwriters);
}

static inline void extwriter_counter_init(struct btrfs_transaction *trans,
       unsigned int type)
{
 atomic_set(&trans->num_extwriters, ((type & TRANS_EXTWRITERS) ? 1 : 0));
}

static inline int extwriter_counter_read(struct btrfs_transaction *trans)
{
 return atomic_read(&trans->num_extwriters);
}

/*
 * To be called after doing the chunk btree updates right after allocating a new
 * chunk (after btrfs_chunk_alloc_add_chunk_item() is called), when removing a
 * chunk after all chunk btree updates and after finishing the second phase of
 * chunk allocation (btrfs_create_pending_block_groups()) in case some block
 * group had its chunk item insertion delayed to the second phase.
 */
void btrfs_trans_release_chunk_metadata(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;

 if (!trans->chunk_bytes_reserved)
  return;

 btrfs_block_rsv_release(fs_info, &fs_info->chunk_block_rsv,
    trans->chunk_bytes_reserved, NULL);
 trans->chunk_bytes_reserved = 0;
}

/*
 * either allocate a new transaction or hop into the existing one
 */
static noinline int join_transaction(struct btrfs_fs_info *fs_info,
         unsigned int type)
{
 struct btrfs_transaction *cur_trans;

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
loop:
 /* The file system has been taken offline. No new transactions. */
 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info)) {
  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
  return -EROFS;
 }

 cur_trans = fs_info->running_transaction;
 if (cur_trans) {
  if (TRANS_ABORTED(cur_trans)) {
   const int abort_error = cur_trans->aborted;

   spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
   return abort_error;
  }
  if (btrfs_blocked_trans_types[cur_trans->state] & type) {
   spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
   return -EBUSY;
  }
  refcount_inc(&cur_trans->use_count);
  atomic_inc(&cur_trans->num_writers);
  extwriter_counter_inc(cur_trans, type);
  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
  btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_trans_num_writers);
  btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_trans_num_extwriters);
  return 0;
 }
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 /*
  * If we are ATTACH or TRANS_JOIN_NOSTART, we just want to catch the
  * current transaction, and commit it. If there is no transaction, just
  * return ENOENT.
 */
 if (type == TRANS_ATTACH || type == TRANS_JOIN_NOSTART)
  return -ENOENT;

 /*
  * JOIN_NOLOCK only happens during the transaction commit, so
  * it is impossible that ->running_transaction is NULL
 */
 BUG_ON(type == TRANS_JOIN_NOLOCK);

 cur_trans = kmalloc(sizeof(*cur_trans), GFP_NOFS);
 if (!cur_trans)
  return -ENOMEM;

 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_trans_num_writers);
 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_trans_num_extwriters);

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 if (fs_info->running_transaction) {
  /*
   * someone started a transaction after we unlocked.  Make sure
   * to redo the checks above
 */
  btrfs_lockdep_release(fs_info, btrfs_trans_num_extwriters);
  btrfs_lockdep_release(fs_info, btrfs_trans_num_writers);
  kfree(cur_trans);
  goto loop;
 } else if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info)) {
  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
  btrfs_lockdep_release(fs_info, btrfs_trans_num_extwriters);
  btrfs_lockdep_release(fs_info, btrfs_trans_num_writers);
  kfree(cur_trans);
  return -EROFS;
 }

 cur_trans->fs_info = fs_info;
 atomic_set(&cur_trans->pending_ordered, 0);
 init_waitqueue_head(&cur_trans->pending_wait);
 atomic_set(&cur_trans->num_writers, 1);
 extwriter_counter_init(cur_trans, type);
 init_waitqueue_head(&cur_trans->writer_wait);
 init_waitqueue_head(&cur_trans->commit_wait);
 cur_trans->state = TRANS_STATE_RUNNING;
 /*
  * One for this trans handle, one so it will live on until we
  * commit the transaction.
 */
 refcount_set(&cur_trans->use_count, 2);
 cur_trans->flags = 0;
 cur_trans->start_time = ktime_get_seconds();

 memset(&cur_trans->delayed_refs, 0, sizeof(cur_trans->delayed_refs));

 xa_init(&cur_trans->delayed_refs.head_refs);
 xa_init(&cur_trans->delayed_refs.dirty_extents);

 /*
  * although the tree mod log is per file system and not per transaction,
  * the log must never go across transaction boundaries.
 */
 smp_mb();
 if (!list_empty(&fs_info->tree_mod_seq_list))
  WARN(1, KERN_ERR "BTRFS: tree_mod_seq_list not empty when creating a fresh transaction\n");
 if (!RB_EMPTY_ROOT(&fs_info->tree_mod_log))
  WARN(1, KERN_ERR "BTRFS: tree_mod_log rb tree not empty when creating a fresh transaction\n");
 atomic64_set(&fs_info->tree_mod_seq, 0);

 spin_lock_init(&cur_trans->delayed_refs.lock);

 INIT_LIST_HEAD(&cur_trans->pending_snapshots);
 INIT_LIST_HEAD(&cur_trans->dev_update_list);
 INIT_LIST_HEAD(&cur_trans->switch_commits);
 INIT_LIST_HEAD(&cur_trans->dirty_bgs);
 INIT_LIST_HEAD(&cur_trans->io_bgs);
 INIT_LIST_HEAD(&cur_trans->dropped_roots);
 mutex_init(&cur_trans->cache_write_mutex);
 spin_lock_init(&cur_trans->dirty_bgs_lock);
 INIT_LIST_HEAD(&cur_trans->deleted_bgs);
 spin_lock_init(&cur_trans->dropped_roots_lock);
 list_add_tail(&cur_trans->list, &fs_info->trans_list);
 btrfs_extent_io_tree_init(fs_info, &cur_trans->dirty_pages,
      IO_TREE_TRANS_DIRTY_PAGES);
 btrfs_extent_io_tree_init(fs_info, &cur_trans->pinned_extents,
      IO_TREE_FS_PINNED_EXTENTS);
 btrfs_set_fs_generation(fs_info, fs_info->generation + 1);
 cur_trans->transid = fs_info->generation;
 fs_info->running_transaction = cur_trans;
 cur_trans->aborted = 0;
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 return 0;
}

/*
 * This does all the record keeping required to make sure that a shareable root
 * is properly recorded in a given transaction.  This is required to make sure
 * the old root from before we joined the transaction is deleted when the
 * transaction commits.
 */
static int record_root_in_trans(struct btrfs_trans_handle *trans,
          struct btrfs_root *root,
          int force)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 int ret = 0;

 if ((test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE, &root->state) &&
     btrfs_get_root_last_trans(root) < trans->transid) || force) {
  WARN_ON(!force && root->commit_root != root->node);

  /*
   * see below for IN_TRANS_SETUP usage rules
   * we have the reloc mutex held now, so there
   * is only one writer in this function
 */
  set_bit(BTRFS_ROOT_IN_TRANS_SETUP, &root->state);

  /* make sure readers find IN_TRANS_SETUP before
   * they find our root->last_trans update
 */
  smp_wmb();

  spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
  if (btrfs_get_root_last_trans(root) == trans->transid && !force) {
   spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
   return 0;
  }
  radix_tree_tag_set(&fs_info->fs_roots_radix,
       (unsigned long)btrfs_root_id(root),
       BTRFS_ROOT_TRANS_TAG);
  spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
  btrfs_set_root_last_trans(root, trans->transid);

  /* this is pretty tricky.  We don't want to
   * take the relocation lock in btrfs_record_root_in_trans
   * unless we're really doing the first setup for this root in
   * this transaction.
   *
   * Normally we'd use root->last_trans as a flag to decide
   * if we want to take the expensive mutex.
   *
   * But, we have to set root->last_trans before we
   * init the relocation root, otherwise, we trip over warnings
   * in ctree.c.  The solution used here is to flag ourselves
   * with root IN_TRANS_SETUP.  When this is 1, we're still
   * fixing up the reloc trees and everyone must wait.
   *
   * When this is zero, they can trust root->last_trans and fly
   * through btrfs_record_root_in_trans without having to take the
   * lock.  smp_wmb() makes sure that all the writes above are
   * done before we pop in the zero below
 */
  ret = btrfs_init_reloc_root(trans, root);
  smp_mb__before_atomic();
  clear_bit(BTRFS_ROOT_IN_TRANS_SETUP, &root->state);
 }
 return ret;
}


void btrfs_add_dropped_root(struct btrfs_trans_handle *trans,
       struct btrfs_root *root)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 struct btrfs_transaction *cur_trans = trans->transaction;

 /* Add ourselves to the transaction dropped list */
 spin_lock(&cur_trans->dropped_roots_lock);
 list_add_tail(&root->root_list, &cur_trans->dropped_roots);
 spin_unlock(&cur_trans->dropped_roots_lock);

 /* Make sure we don't try to update the root at commit time */
 spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
 radix_tree_tag_clear(&fs_info->fs_roots_radix,
        (unsigned long)btrfs_root_id(root),
        BTRFS_ROOT_TRANS_TAG);
 spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
}

int btrfs_record_root_in_trans(struct btrfs_trans_handle *trans,
          struct btrfs_root *root)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 int ret;

 if (!test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE, &root->state))
  return 0;

 /*
  * see record_root_in_trans for comments about IN_TRANS_SETUP usage
  * and barriers
 */
 smp_rmb();
 if (btrfs_get_root_last_trans(root) == trans->transid &&
     !test_bit(BTRFS_ROOT_IN_TRANS_SETUP, &root->state))
  return 0;

 mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
 ret = record_root_in_trans(trans, root, 0);
 mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);

 return ret;
}

static inline int is_transaction_blocked(struct btrfs_transaction *trans)
{
 return (trans->state >= TRANS_STATE_COMMIT_START &&
  trans->state < TRANS_STATE_UNBLOCKED &&
  !TRANS_ABORTED(trans));
}

/* wait for commit against the current transaction to become unblocked
 * when this is done, it is safe to start a new transaction, but the current
 * transaction might not be fully on disk.
 */
static void wait_current_trans(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct btrfs_transaction *cur_trans;

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 cur_trans = fs_info->running_transaction;
 if (cur_trans && is_transaction_blocked(cur_trans)) {
  refcount_inc(&cur_trans->use_count);
  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

  btrfs_might_wait_for_state(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_UNBLOCKED);
  wait_event(fs_info->transaction_wait,
      cur_trans->state >= TRANS_STATE_UNBLOCKED ||
      TRANS_ABORTED(cur_trans));
  btrfs_put_transaction(cur_trans);
 } else {
  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
 }
}

static bool may_wait_transaction(struct btrfs_fs_info *fs_info, int type)
{
 if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
  return false;

 if (type == TRANS_START)
  return true;

 return false;
}

static inline bool need_reserve_reloc_root(struct btrfs_root *root)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;

 if (!fs_info->reloc_ctl ||
     !test_bit(BTRFS_ROOT_SHAREABLE, &root->state) ||
     btrfs_root_id(root) == BTRFS_TREE_RELOC_OBJECTID ||
     root->reloc_root)
  return false;

 return true;
}

static int btrfs_reserve_trans_metadata(struct btrfs_fs_info *fs_info,
     enum btrfs_reserve_flush_enum flush,
     u64 num_bytes,
     u64 *delayed_refs_bytes)
{
 struct btrfs_space_info *si = fs_info->trans_block_rsv.space_info;
 u64 bytes = num_bytes + *delayed_refs_bytes;
 int ret;

 /*
  * We want to reserve all the bytes we may need all at once, so we only
  * do 1 enospc flushing cycle per transaction start.
 */
 ret = btrfs_reserve_metadata_bytes(fs_info, si, bytes, flush);

 /*
  * If we are an emergency flush, which can steal from the global block
  * reserve, then attempt to not reserve space for the delayed refs, as
  * we will consume space for them from the global block reserve.
 */
 if (ret && flush == BTRFS_RESERVE_FLUSH_ALL_STEAL) {
  bytes -= *delayed_refs_bytes;
  *delayed_refs_bytes = 0;
  ret = btrfs_reserve_metadata_bytes(fs_info, si, bytes, flush);
 }

 return ret;
}

static struct btrfs_trans_handle *
start_transaction(struct btrfs_root *root, unsigned int num_items,
    unsigned int type, enum btrfs_reserve_flush_enum flush,
    bool enforce_qgroups)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 struct btrfs_block_rsv *delayed_refs_rsv = &fs_info->delayed_refs_rsv;
 struct btrfs_block_rsv *trans_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
 struct btrfs_trans_handle *h;
 struct btrfs_transaction *cur_trans;
 u64 num_bytes = 0;
 u64 qgroup_reserved = 0;
 u64 delayed_refs_bytes = 0;
 bool reloc_reserved = false;
 bool do_chunk_alloc = false;
 int ret;

 if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
  return ERR_PTR(-EROFS);

 if (current->journal_info) {
  WARN_ON(type & TRANS_EXTWRITERS);
  h = current->journal_info;
  refcount_inc(&h->use_count);
  WARN_ON(refcount_read(&h->use_count) > 2);
  h->orig_rsv = h->block_rsv;
  h->block_rsv = NULL;
  goto got_it;
 }

 /*
  * Do the reservation before we join the transaction so we can do all
  * the appropriate flushing if need be.
 */
 if (num_items && root != fs_info->chunk_root) {
  qgroup_reserved = num_items * fs_info->nodesize;
  /*
   * Use prealloc for now, as there might be a currently running
   * transaction that could free this reserved space prematurely
   * by committing.
 */
  ret = btrfs_qgroup_reserve_meta_prealloc(root, qgroup_reserved,
        enforce_qgroups, false);
  if (ret)
   return ERR_PTR(ret);

  num_bytes = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, num_items);
  /*
   * If we plan to insert/update/delete "num_items" from a btree,
   * we will also generate delayed refs for extent buffers in the
   * respective btree paths, so reserve space for the delayed refs
   * that will be generated by the caller as it modifies btrees.
   * Try to reserve them to avoid excessive use of the global
   * block reserve.
 */
  delayed_refs_bytes = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, num_items);

  /*
   * Do the reservation for the relocation root creation
 */
  if (need_reserve_reloc_root(root)) {
   num_bytes += fs_info->nodesize;
   reloc_reserved = true;
  }

  ret = btrfs_reserve_trans_metadata(fs_info, flush, num_bytes,
         &delayed_refs_bytes);
  if (ret)
   goto reserve_fail;

  btrfs_block_rsv_add_bytes(trans_rsv, num_bytes, true);

  if (trans_rsv->space_info->force_alloc)
   do_chunk_alloc = true;
 } else if (num_items == 0 && flush == BTRFS_RESERVE_FLUSH_ALL &&
     !btrfs_block_rsv_full(delayed_refs_rsv)) {
  /*
   * Some people call with btrfs_start_transaction(root, 0)
   * because they can be throttled, but have some other mechanism
   * for reserving space.  We still want these guys to refill the
   * delayed block_rsv so just add 1 items worth of reservation
   * here.
 */
  ret = btrfs_delayed_refs_rsv_refill(fs_info, flush);
  if (ret)
   goto reserve_fail;
 }
again:
 h = kmem_cache_zalloc(btrfs_trans_handle_cachep, GFP_NOFS);
 if (!h) {
  ret = -ENOMEM;
  goto alloc_fail;
 }

 /*
  * If we are JOIN_NOLOCK we're already committing a transaction and
  * waiting on this guy, so we don't need to do the sb_start_intwrite
  * because we're already holding a ref.  We need this because we could
  * have raced in and did an fsync() on a file which can kick a commit
  * and then we deadlock with somebody doing a freeze.
  *
  * If we are ATTACH, it means we just want to catch the current
  * transaction and commit it, so we needn't do sb_start_intwrite(). 
 */
 if (type & __TRANS_FREEZABLE)
  sb_start_intwrite(fs_info->sb);

 if (may_wait_transaction(fs_info, type))
  wait_current_trans(fs_info);

 do {
  ret = join_transaction(fs_info, type);
  if (ret == -EBUSY) {
   wait_current_trans(fs_info);
   if (unlikely(type == TRANS_ATTACH ||
         type == TRANS_JOIN_NOSTART))
    ret = -ENOENT;
  }
 } while (ret == -EBUSY);

 if (ret < 0)
  goto join_fail;

 cur_trans = fs_info->running_transaction;

 h->transid = cur_trans->transid;
 h->transaction = cur_trans;
 refcount_set(&h->use_count, 1);
 h->fs_info = root->fs_info;

 h->type = type;
 INIT_LIST_HEAD(&h->new_bgs);
 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &h->delayed_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_DELOPS);

 smp_mb();
 if (cur_trans->state >= TRANS_STATE_COMMIT_START &&
     may_wait_transaction(fs_info, type)) {
  current->journal_info = h;
  btrfs_commit_transaction(h);
  goto again;
 }

 if (num_bytes) {
  trace_btrfs_space_reservation(fs_info, "transaction",
           h->transid, num_bytes, 1);
  h->block_rsv = trans_rsv;
  h->bytes_reserved = num_bytes;
  if (delayed_refs_bytes > 0) {
   trace_btrfs_space_reservation(fs_info,
            "local_delayed_refs_rsv",
            h->transid,
            delayed_refs_bytes, 1);
   h->delayed_refs_bytes_reserved = delayed_refs_bytes;
   btrfs_block_rsv_add_bytes(&h->delayed_rsv, delayed_refs_bytes, true);
   delayed_refs_bytes = 0;
  }
  h->reloc_reserved = reloc_reserved;
 }

got_it:
 if (!current->journal_info)
  current->journal_info = h;

 /*
  * If the space_info is marked ALLOC_FORCE then we'll get upgraded to
  * ALLOC_FORCE the first run through, and then we won't allocate for
  * anybody else who races in later.  We don't care about the return
  * value here.
 */
 if (do_chunk_alloc && num_bytes) {
  struct btrfs_space_info *space_info = h->block_rsv->space_info;
  u64 flags = space_info->flags;

  btrfs_chunk_alloc(h, space_info, btrfs_get_alloc_profile(fs_info, flags),
      CHUNK_ALLOC_NO_FORCE);
 }

 /*
  * btrfs_record_root_in_trans() needs to alloc new extents, and may
  * call btrfs_join_transaction() while we're also starting a
  * transaction.
  *
  * Thus it need to be called after current->journal_info initialized,
  * or we can deadlock.
 */
 ret = btrfs_record_root_in_trans(h, root);
 if (ret) {
  /*
   * The transaction handle is fully initialized and linked with
   * other structures so it needs to be ended in case of errors,
   * not just freed.
 */
  btrfs_end_transaction(h);
  goto reserve_fail;
 }
 /*
  * Now that we have found a transaction to be a part of, convert the
  * qgroup reservation from prealloc to pertrans. A different transaction
  * can't race in and free our pertrans out from under us.
 */
 if (qgroup_reserved)
  btrfs_qgroup_convert_reserved_meta(root, qgroup_reserved);

 return h;

join_fail:
 if (type & __TRANS_FREEZABLE)
  sb_end_intwrite(fs_info->sb);
 kmem_cache_free(btrfs_trans_handle_cachep, h);
alloc_fail:
 if (num_bytes)
  btrfs_block_rsv_release(fs_info, trans_rsv, num_bytes, NULL);
 if (delayed_refs_bytes)
  btrfs_space_info_free_bytes_may_use(trans_rsv->space_info, delayed_refs_bytes);
reserve_fail:
 btrfs_qgroup_free_meta_prealloc(root, qgroup_reserved);
 return ERR_PTR(ret);
}

struct btrfs_trans_handle *btrfs_start_transaction(struct btrfs_root *root,
         unsigned int num_items)
{
 return start_transaction(root, num_items, TRANS_START,
     BTRFS_RESERVE_FLUSH_ALL, true);
}

struct btrfs_trans_handle *btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(
     struct btrfs_root *root,
     unsigned int num_items)
{
 return start_transaction(root, num_items, TRANS_START,
     BTRFS_RESERVE_FLUSH_ALL_STEAL, false);
}

struct btrfs_trans_handle *btrfs_join_transaction(struct btrfs_root *root)
{
 return start_transaction(root, 0, TRANS_JOIN, BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH,
     true);
}

struct btrfs_trans_handle *btrfs_join_transaction_spacecache(struct btrfs_root *root)
{
 return start_transaction(root, 0, TRANS_JOIN_NOLOCK,
     BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH, true);
}

/*
 * Similar to regular join but it never starts a transaction when none is
 * running or when there's a running one at a state >= TRANS_STATE_UNBLOCKED.
 * This is similar to btrfs_attach_transaction() but it allows the join to
 * happen if the transaction commit already started but it's not yet in the
 * "doing" phase (the state is < TRANS_STATE_COMMIT_DOING).
 */
struct btrfs_trans_handle *btrfs_join_transaction_nostart(struct btrfs_root *root)
{
 return start_transaction(root, 0, TRANS_JOIN_NOSTART,
     BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH, true);
}

/*
 * Catch the running transaction.
 *
 * It is used when we want to commit the current the transaction, but
 * don't want to start a new one.
 *
 * Note: If this function return -ENOENT, it just means there is no
 * running transaction. But it is possible that the inactive transaction
 * is still in the memory, not fully on disk. If you hope there is no
 * inactive transaction in the fs when -ENOENT is returned, you should
 * invoke
 *     btrfs_attach_transaction_barrier()
 */
struct btrfs_trans_handle *btrfs_attach_transaction(struct btrfs_root *root)
{
 return start_transaction(root, 0, TRANS_ATTACH,
     BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH, true);
}

/*
 * Catch the running transaction.
 *
 * It is similar to the above function, the difference is this one
 * will wait for all the inactive transactions until they fully
 * complete.
 */
struct btrfs_trans_handle *
btrfs_attach_transaction_barrier(struct btrfs_root *root)
{
 struct btrfs_trans_handle *trans;

 trans = start_transaction(root, 0, TRANS_ATTACH,
      BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH, true);
 if (trans == ERR_PTR(-ENOENT)) {
  int ret;

  ret = btrfs_wait_for_commit(root->fs_info, 0);
  if (ret)
   return ERR_PTR(ret);
 }

 return trans;
}

/* Wait for a transaction commit to reach at least the given state. */
static noinline void wait_for_commit(struct btrfs_transaction *commit,
         const enum btrfs_trans_state min_state)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = commit->fs_info;
 u64 transid = commit->transid;
 bool put = false;

 /*
  * At the moment this function is called with min_state either being
  * TRANS_STATE_COMPLETED or TRANS_STATE_SUPER_COMMITTED.
 */
 if (min_state == TRANS_STATE_COMPLETED)
  btrfs_might_wait_for_state(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_COMPLETED);
 else
  btrfs_might_wait_for_state(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_SUPER_COMMITTED);

 while (1) {
  wait_event(commit->commit_wait, commit->state >= min_state);
  if (put)
   btrfs_put_transaction(commit);

  if (min_state < TRANS_STATE_COMPLETED)
   break;

  /*
   * A transaction isn't really completed until all of the
   * previous transactions are completed, but with fsync we can
   * end up with SUPER_COMMITTED transactions before a COMPLETED
   * transaction. Wait for those.
 */

  spin_lock(&fs_info->trans_lock);
  commit = list_first_entry_or_null(&fs_info->trans_list,
        struct btrfs_transaction,
        list);
  if (!commit || commit->transid > transid) {
   spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
   break;
  }
  refcount_inc(&commit->use_count);
  put = true;
  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
 }
}

int btrfs_wait_for_commit(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 transid)
{
 struct btrfs_transaction *cur_trans = NULL, *t;
 int ret = 0;

 if (transid) {
  if (transid <= btrfs_get_last_trans_committed(fs_info))
   goto out;

  /* find specified transaction */
  spin_lock(&fs_info->trans_lock);
  list_for_each_entry(t, &fs_info->trans_list, list) {
   if (t->transid == transid) {
    cur_trans = t;
    refcount_inc(&cur_trans->use_count);
    ret = 0;
    break;
   }
   if (t->transid > transid) {
    ret = 0;
    break;
   }
  }
  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

  /*
   * The specified transaction doesn't exist, or we
   * raced with btrfs_commit_transaction
 */
  if (!cur_trans) {
   if (transid > btrfs_get_last_trans_committed(fs_info))
    ret = -EINVAL;
   goto out;
  }
 } else {
  /* find newest transaction that is committing | committed */
  spin_lock(&fs_info->trans_lock);
  list_for_each_entry_reverse(t, &fs_info->trans_list,
         list) {
   if (t->state >= TRANS_STATE_COMMIT_START) {
    if (t->state == TRANS_STATE_COMPLETED)
     break;
    cur_trans = t;
    refcount_inc(&cur_trans->use_count);
    break;
   }
  }
  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
  if (!cur_trans)
   goto out;  /* nothing committing|committed */
 }

 wait_for_commit(cur_trans, TRANS_STATE_COMPLETED);
 ret = cur_trans->aborted;
 btrfs_put_transaction(cur_trans);
out:
 return ret;
}

void btrfs_throttle(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 wait_current_trans(fs_info);
}

bool btrfs_should_end_transaction(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_transaction *cur_trans = trans->transaction;

 if (cur_trans->state >= TRANS_STATE_COMMIT_START ||
     test_bit(BTRFS_DELAYED_REFS_FLUSHING, &cur_trans->delayed_refs.flags))
  return true;

 if (btrfs_check_space_for_delayed_refs(trans->fs_info))
  return true;

 return !!btrfs_block_rsv_check(&trans->fs_info->global_block_rsv, 50);
}

static void btrfs_trans_release_metadata(struct btrfs_trans_handle *trans)

{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;

 if (!trans->block_rsv) {
  ASSERT(!trans->bytes_reserved);
  ASSERT(!trans->delayed_refs_bytes_reserved);
  return;
 }

 if (!trans->bytes_reserved) {
  ASSERT(!trans->delayed_refs_bytes_reserved);
  return;
 }

 ASSERT(trans->block_rsv == &fs_info->trans_block_rsv);
 trace_btrfs_space_reservation(fs_info, "transaction",
          trans->transid, trans->bytes_reserved, 0);
 btrfs_block_rsv_release(fs_info, trans->block_rsv,
    trans->bytes_reserved, NULL);
 trans->bytes_reserved = 0;

 if (!trans->delayed_refs_bytes_reserved)
  return;

 trace_btrfs_space_reservation(fs_info, "local_delayed_refs_rsv",
          trans->transid,
          trans->delayed_refs_bytes_reserved, 0);
 btrfs_block_rsv_release(fs_info, &trans->delayed_rsv,
    trans->delayed_refs_bytes_reserved, NULL);
 trans->delayed_refs_bytes_reserved = 0;
}

static int __btrfs_end_transaction(struct btrfs_trans_handle *trans,
       int throttle)
{
 struct btrfs_fs_info *info = trans->fs_info;
 struct btrfs_transaction *cur_trans = trans->transaction;
 int ret = 0;

 if (refcount_read(&trans->use_count) > 1) {
  refcount_dec(&trans->use_count);
  trans->block_rsv = trans->orig_rsv;
  return 0;
 }

 btrfs_trans_release_metadata(trans);
 trans->block_rsv = NULL;

 btrfs_create_pending_block_groups(trans);

 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);

 if (trans->type & __TRANS_FREEZABLE)
  sb_end_intwrite(info->sb);

 WARN_ON(cur_trans != info->running_transaction);
 WARN_ON(atomic_read(&cur_trans->num_writers) < 1);
 atomic_dec(&cur_trans->num_writers);
 extwriter_counter_dec(cur_trans, trans->type);

 cond_wake_up(&cur_trans->writer_wait);

 btrfs_lockdep_release(info, btrfs_trans_num_extwriters);
 btrfs_lockdep_release(info, btrfs_trans_num_writers);

 btrfs_put_transaction(cur_trans);

 if (current->journal_info == trans)
  current->journal_info = NULL;

 if (throttle)
  btrfs_run_delayed_iputs(info);

 if (TRANS_ABORTED(trans) || BTRFS_FS_ERROR(info)) {
  wake_up_process(info->transaction_kthread);
  if (TRANS_ABORTED(trans))
   ret = trans->aborted;
  else
   ret = -EROFS;
 }

 kmem_cache_free(btrfs_trans_handle_cachep, trans);
 return ret;
}

int btrfs_end_transaction(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 return __btrfs_end_transaction(trans, 0);
}

int btrfs_end_transaction_throttle(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 return __btrfs_end_transaction(trans, 1);
}

/*
 * when btree blocks are allocated, they have some corresponding bits set for
 * them in one of two extent_io trees.  This is used to make sure all of
 * those extents are sent to disk but does not wait on them
 */
int btrfs_write_marked_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info,
          struct extent_io_tree *dirty_pages, int mark)
{
 int ret = 0;
 struct address_space *mapping = fs_info->btree_inode->i_mapping;
 struct extent_state *cached_state = NULL;
 u64 start = 0;
 u64 end;

 while (btrfs_find_first_extent_bit(dirty_pages, start, &start, &end,
        mark, &cached_state)) {
  bool wait_writeback = false;

  ret = btrfs_convert_extent_bit(dirty_pages, start, end,
            EXTENT_NEED_WAIT,
            mark, &cached_state);
  /*
   * convert_extent_bit can return -ENOMEM, which is most of the
   * time a temporary error. So when it happens, ignore the error
   * and wait for writeback of this range to finish - because we
   * failed to set the bit EXTENT_NEED_WAIT for the range, a call
   * to __btrfs_wait_marked_extents() would not know that
   * writeback for this range started and therefore wouldn't
   * wait for it to finish - we don't want to commit a
   * superblock that points to btree nodes/leafs for which
   * writeback hasn't finished yet (and without errors).
   * We cleanup any entries left in the io tree when committing
   * the transaction (through extent_io_tree_release()).
 */
  if (ret == -ENOMEM) {
   ret = 0;
   wait_writeback = true;
  }
  if (!ret)
   ret = filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end);
  if (!ret && wait_writeback)
   btrfs_btree_wait_writeback_range(fs_info, start, end);
  btrfs_free_extent_state(cached_state);
  if (ret)
   break;
  cached_state = NULL;
  cond_resched();
  start = end + 1;
 }
 return ret;
}

/*
 * when btree blocks are allocated, they have some corresponding bits set for
 * them in one of two extent_io trees.  This is used to make sure all of
 * those extents are on disk for transaction or log commit.  We wait
 * on all the pages and clear them from the dirty pages state tree
 */
static int __btrfs_wait_marked_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info,
           struct extent_io_tree *dirty_pages)
{
 struct extent_state *cached_state = NULL;
 u64 start = 0;
 u64 end;
 int ret = 0;

 while (btrfs_find_first_extent_bit(dirty_pages, start, &start, &end,
        EXTENT_NEED_WAIT, &cached_state)) {
  /*
   * Ignore -ENOMEM errors returned by clear_extent_bit().
   * When committing the transaction, we'll remove any entries
   * left in the io tree. For a log commit, we don't remove them
   * after committing the log because the tree can be accessed
   * concurrently - we do it only at transaction commit time when
   * it's safe to do it (through extent_io_tree_release()).
 */
  ret = btrfs_clear_extent_bit(dirty_pages, start, end,
          EXTENT_NEED_WAIT, &cached_state);
  if (ret == -ENOMEM)
   ret = 0;
  if (!ret)
   btrfs_btree_wait_writeback_range(fs_info, start, end);
  btrfs_free_extent_state(cached_state);
  if (ret)
   break;
  cached_state = NULL;
  cond_resched();
  start = end + 1;
 }
 return ret;
}

static int btrfs_wait_extents(struct btrfs_fs_info *fs_info,
         struct extent_io_tree *dirty_pages)
{
 bool errors = false;
 int ret;

 ret = __btrfs_wait_marked_extents(fs_info, dirty_pages);
 if (test_and_clear_bit(BTRFS_FS_BTREE_ERR, &fs_info->flags))
  errors = true;

 if (errors && !ret)
  ret = -EIO;
 return ret;
}

int btrfs_wait_tree_log_extents(struct btrfs_root *log_root, int mark)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = log_root->fs_info;
 struct extent_io_tree *dirty_pages = &log_root->dirty_log_pages;
 bool errors = false;
 int ret;

 ASSERT(btrfs_root_id(log_root) == BTRFS_TREE_LOG_OBJECTID);

 ret = __btrfs_wait_marked_extents(fs_info, dirty_pages);
 if ((mark & EXTENT_DIRTY_LOG1) &&
     test_and_clear_bit(BTRFS_FS_LOG1_ERR, &fs_info->flags))
  errors = true;

 if ((mark & EXTENT_DIRTY_LOG2) &&
     test_and_clear_bit(BTRFS_FS_LOG2_ERR, &fs_info->flags))
  errors = true;

 if (errors && !ret)
  ret = -EIO;
 return ret;
}

/*
 * When btree blocks are allocated the corresponding extents are marked dirty.
 * This function ensures such extents are persisted on disk for transaction or
 * log commit.
 *
 * @trans: transaction whose dirty pages we'd like to write
 */
static int btrfs_write_and_wait_transaction(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 int ret;
 int ret2;
 struct extent_io_tree *dirty_pages = &trans->transaction->dirty_pages;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct blk_plug plug;

 blk_start_plug(&plug);
 ret = btrfs_write_marked_extents(fs_info, dirty_pages, EXTENT_DIRTY);
 blk_finish_plug(&plug);
 ret2 = btrfs_wait_extents(fs_info, dirty_pages);

 btrfs_extent_io_tree_release(&trans->transaction->dirty_pages);

 if (ret)
  return ret;
 else if (ret2)
  return ret2;
 else
  return 0;
}

/*
 * this is used to update the root pointer in the tree of tree roots.
 *
 * But, in the case of the extent allocation tree, updating the root
 * pointer may allocate blocks which may change the root of the extent
 * allocation tree.
 *
 * So, this loops and repeats and makes sure the cowonly root didn't
 * change while the root pointer was being updated in the metadata.
 */
static int update_cowonly_root(struct btrfs_trans_handle *trans,
          struct btrfs_root *root)
{
 int ret;
 u64 old_root_bytenr;
 u64 old_root_used;
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;

 old_root_used = btrfs_root_used(&root->root_item);

 while (1) {
  old_root_bytenr = btrfs_root_bytenr(&root->root_item);
  if (old_root_bytenr == root->node->start &&
      old_root_used == btrfs_root_used(&root->root_item))
   break;

  btrfs_set_root_node(&root->root_item, root->node);
  ret = btrfs_update_root(trans, tree_root,
     &root->root_key,
     &root->root_item);
  if (ret)
   return ret;

  old_root_used = btrfs_root_used(&root->root_item);
 }

 return 0;
}

/*
 * update all the cowonly tree roots on disk
 *
 * The error handling in this function may not be obvious. Any of the
 * failures will cause the file system to go offline. We still need
 * to clean up the delayed refs.
 */
static noinline int commit_cowonly_roots(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct list_head *dirty_bgs = &trans->transaction->dirty_bgs;
 struct list_head *io_bgs = &trans->transaction->io_bgs;
 struct extent_buffer *eb;
 int ret;

 /*
  * At this point no one can be using this transaction to modify any tree
  * and no one can start another transaction to modify any tree either.
 */
 ASSERT(trans->transaction->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);

 eb = btrfs_lock_root_node(fs_info->tree_root);
 ret = btrfs_cow_block(trans, fs_info->tree_root, eb, NULL,
         0, &eb, BTRFS_NESTING_COW);
 btrfs_tree_unlock(eb);
 free_extent_buffer(eb);

 if (ret)
  return ret;

 ret = btrfs_run_dev_stats(trans);
 if (ret)
  return ret;
 ret = btrfs_run_dev_replace(trans);
 if (ret)
  return ret;
 ret = btrfs_run_qgroups(trans);
 if (ret)
  return ret;

 ret = btrfs_setup_space_cache(trans);
 if (ret)
  return ret;

again:
 while (!list_empty(&fs_info->dirty_cowonly_roots)) {
  struct btrfs_root *root;

  root = list_first_entry(&fs_info->dirty_cowonly_roots,
     struct btrfs_root, dirty_list);
  clear_bit(BTRFS_ROOT_DIRTY, &root->state);
  list_move_tail(&root->dirty_list,
          &trans->transaction->switch_commits);

  ret = update_cowonly_root(trans, root);
  if (ret)
   return ret;
 }

 /* Now flush any delayed refs generated by updating all of the roots */
 ret = btrfs_run_delayed_refs(trans, U64_MAX);
 if (ret)
  return ret;

 while (!list_empty(dirty_bgs) || !list_empty(io_bgs)) {
  ret = btrfs_write_dirty_block_groups(trans);
  if (ret)
   return ret;

  /*
   * We're writing the dirty block groups, which could generate
   * delayed refs, which could generate more dirty block groups,
   * so we want to keep this flushing in this loop to make sure
   * everything gets run.
 */
  ret = btrfs_run_delayed_refs(trans, U64_MAX);
  if (ret)
   return ret;
 }

 if (!list_empty(&fs_info->dirty_cowonly_roots))
  goto again;

 /* Update dev-replace pointer once everything is committed */
 fs_info->dev_replace.committed_cursor_left =
  fs_info->dev_replace.cursor_left_last_write_of_item;

 return 0;
}

/*
 * If we had a pending drop we need to see if there are any others left in our
 * dead roots list, and if not clear our bit and wake any waiters.
 */
void btrfs_maybe_wake_unfinished_drop(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 /*
  * We put the drop in progress roots at the front of the list, so if the
  * first entry doesn't have UNFINISHED_DROP set we can wake everybody
  * up.
 */
 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 if (!list_empty(&fs_info->dead_roots)) {
  struct btrfs_root *root = list_first_entry(&fs_info->dead_roots,
          struct btrfs_root,
          root_list);
  if (test_bit(BTRFS_ROOT_UNFINISHED_DROP, &root->state)) {
   spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
   return;
  }
 }
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 btrfs_wake_unfinished_drop(fs_info);
}

/*
 * dead roots are old snapshots that need to be deleted.  This allocates
 * a dirty root struct and adds it into the list of dead roots that need to
 * be deleted
 */
void btrfs_add_dead_root(struct btrfs_root *root)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 if (list_empty(&root->root_list)) {
  btrfs_grab_root(root);

  /* We want to process the partially complete drops first. */
  if (test_bit(BTRFS_ROOT_UNFINISHED_DROP, &root->state))
   list_add(&root->root_list, &fs_info->dead_roots);
  else
   list_add_tail(&root->root_list, &fs_info->dead_roots);
 }
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
}

/*
 * Update each subvolume root and its relocation root, if it exists, in the tree
 * of tree roots. Also free log roots if they exist.
 */
static noinline int commit_fs_roots(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_root *gang[8];
 int i;
 int ret;

 /*
  * At this point no one can be using this transaction to modify any tree
  * and no one can start another transaction to modify any tree either.
 */
 ASSERT(trans->transaction->state == TRANS_STATE_COMMIT_DOING);

 spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
 while (1) {
  ret = radix_tree_gang_lookup_tag(&fs_info->fs_roots_radix,
       (void **)gang, 0,
       ARRAY_SIZE(gang),
       BTRFS_ROOT_TRANS_TAG);
  if (ret == 0)
   break;
  for (i = 0; i < ret; i++) {
   struct btrfs_root *root = gang[i];
   int ret2;

   /*
    * At this point we can neither have tasks logging inodes
    * from a root nor trying to commit a log tree.
 */
   ASSERT(atomic_read(&root->log_writers) == 0);
   ASSERT(atomic_read(&root->log_commit[0]) == 0);
   ASSERT(atomic_read(&root->log_commit[1]) == 0);

   radix_tree_tag_clear(&fs_info->fs_roots_radix,
     (unsigned long)btrfs_root_id(root),
     BTRFS_ROOT_TRANS_TAG);
   btrfs_qgroup_free_meta_all_pertrans(root);
   spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);

   btrfs_free_log(trans, root);
   ret2 = btrfs_update_reloc_root(trans, root);
   if (ret2)
    return ret2;

   /* see comments in should_cow_block() */
   clear_bit(BTRFS_ROOT_FORCE_COW, &root->state);
   smp_mb__after_atomic();

   if (root->commit_root != root->node) {
    list_add_tail(&root->dirty_list,
     &trans->transaction->switch_commits);
    btrfs_set_root_node(&root->root_item,
          root->node);
   }

   ret2 = btrfs_update_root(trans, fs_info->tree_root,
      &root->root_key,
      &root->root_item);
   if (ret2)
    return ret2;
   spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
  }
 }
 spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
 return 0;
}

/*
 * Do all special snapshot related qgroup dirty hack.
 *
 * Will do all needed qgroup inherit and dirty hack like switch commit
 * roots inside one transaction and write all btree into disk, to make
 * qgroup works.
 */
static int qgroup_account_snapshot(struct btrfs_trans_handle *trans,
       struct btrfs_root *src,
       struct btrfs_root *parent,
       struct btrfs_qgroup_inherit *inherit,
       u64 dst_objectid)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = src->fs_info;
 int ret;

 /*
  * Save some performance in the case that qgroups are not enabled. If
  * this check races with the ioctl, rescan will kick in anyway.
 */
 if (!btrfs_qgroup_full_accounting(fs_info))
  return 0;

 /*
  * Ensure dirty @src will be committed.  Or, after coming
  * commit_fs_roots() and switch_commit_roots(), any dirty but not
  * recorded root will never be updated again, causing an outdated root
  * item.
 */
 ret = record_root_in_trans(trans, src, 1);
 if (ret)
  return ret;

 /*
  * btrfs_qgroup_inherit relies on a consistent view of the usage for the
  * src root, so we must run the delayed refs here.
  *
  * However this isn't particularly fool proof, because there's no
  * synchronization keeping us from changing the tree after this point
  * before we do the qgroup_inherit, or even from making changes while
  * we're doing the qgroup_inherit.  But that's a problem for the future,
  * for now flush the delayed refs to narrow the race window where the
  * qgroup counters could end up wrong.
 */
 ret = btrfs_run_delayed_refs(trans, U64_MAX);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  return ret;
 }

 ret = commit_fs_roots(trans);
 if (ret)
  goto out;
 ret = btrfs_qgroup_account_extents(trans);
 if (ret < 0)
  goto out;

 /* Now qgroup are all updated, we can inherit it to new qgroups */
 ret = btrfs_qgroup_inherit(trans, btrfs_root_id(src), dst_objectid,
       btrfs_root_id(parent), inherit);
 if (ret < 0)
  goto out;

 /*
  * Now we do a simplified commit transaction, which will:
  * 1) commit all subvolume and extent tree
  *    To ensure all subvolume and extent tree have a valid
  *    commit_root to accounting later insert_dir_item()
  * 2) write all btree blocks onto disk
  *    This is to make sure later btree modification will be cowed
  *    Or commit_root can be populated and cause wrong qgroup numbers
  * In this simplified commit, we don't really care about other trees
  * like chunk and root tree, as they won't affect qgroup.
  * And we don't write super to avoid half committed status.
 */
 ret = commit_cowonly_roots(trans);
 if (ret)
  goto out;
 switch_commit_roots(trans);
 ret = btrfs_write_and_wait_transaction(trans);
 if (ret)
  btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
   "Error while writing out transaction for qgroup");

out:
 /*
  * Force parent root to be updated, as we recorded it before so its
  * last_trans == cur_transid.
  * Or it won't be committed again onto disk after later
  * insert_dir_item()
 */
 if (!ret)
  ret = record_root_in_trans(trans, parent, 1);
 return ret;
}

/*
 * new snapshots need to be created at a very specific time in the
 * transaction commit.  This does the actual creation.
 *
 * Note:
 * If the error which may affect the commitment of the current transaction
 * happens, we should return the error number. If the error which just affect
 * the creation of the pending snapshots, just return 0.
 */
static noinline int create_pending_snapshot(struct btrfs_trans_handle *trans,
       struct btrfs_pending_snapshot *pending)
{

 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_key key;
 struct btrfs_root_item *new_root_item;
 struct btrfs_root *tree_root = fs_info->tree_root;
 struct btrfs_root *root = pending->root;
 struct btrfs_root *parent_root;
 struct btrfs_block_rsv *rsv;
 struct btrfs_inode *parent_inode = pending->dir;
 struct btrfs_path *path;
 struct btrfs_dir_item *dir_item;
 struct extent_buffer *tmp;
 struct extent_buffer *old;
 struct timespec64 cur_time;
 int ret = 0;
 u64 to_reserve = 0;
 u64 index = 0;
 u64 objectid;
 u64 root_flags;
 unsigned int nofs_flags;
 struct fscrypt_name fname;

 ASSERT(pending->path);
 path = pending->path;

 ASSERT(pending->root_item);
 new_root_item = pending->root_item;

 /*
  * We're inside a transaction and must make sure that any potential
  * allocations with GFP_KERNEL in fscrypt won't recurse back to
  * filesystem.
 */
 nofs_flags = memalloc_nofs_save();
 pending->error = fscrypt_setup_filename(&parent_inode->vfs_inode,
      &pending->dentry->d_name, 0,
      &fname);
 memalloc_nofs_restore(nofs_flags);
 if (pending->error)
  goto free_pending;

 pending->error = btrfs_get_free_objectid(tree_root, &objectid);
 if (pending->error)
  goto free_fname;

 /*
  * Make qgroup to skip current new snapshot's qgroupid, as it is
  * accounted by later btrfs_qgroup_inherit().
 */
 btrfs_set_skip_qgroup(trans, objectid);

 btrfs_reloc_pre_snapshot(pending, &to_reserve);

 if (to_reserve > 0) {
  pending->error = btrfs_block_rsv_add(fs_info,
           &pending->block_rsv,
           to_reserve,
           BTRFS_RESERVE_NO_FLUSH);
  if (pending->error)
   goto clear_skip_qgroup;
 }

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

 rsv = trans->block_rsv;
 trans->block_rsv = &pending->block_rsv;
 trans->bytes_reserved = trans->block_rsv->reserved;
 trace_btrfs_space_reservation(fs_info, "transaction",
          trans->transid,
          trans->bytes_reserved, 1);
 parent_root = parent_inode->root;
 ret = record_root_in_trans(trans, parent_root, 0);
 if (ret)
  goto fail;
 cur_time = current_time(&parent_inode->vfs_inode);

 /*
  * insert the directory item
 */
 ret = btrfs_set_inode_index(parent_inode, &index);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }

 /* check if there is a file/dir which has the same name. */
 dir_item = btrfs_lookup_dir_item(NULL, parent_root, path,
      btrfs_ino(parent_inode),
      &fname.disk_name, 0);
 if (dir_item != NULL && !IS_ERR(dir_item)) {
  pending->error = -EEXIST;
  goto dir_item_existed;
 } else if (IS_ERR(dir_item)) {
  ret = PTR_ERR(dir_item);
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }
 btrfs_release_path(path);

 ret = btrfs_create_qgroup(trans, objectid);
 if (ret && ret != -EEXIST) {
  if (ret != -ENOTCONN || btrfs_qgroup_enabled(fs_info)) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto fail;
  }
 }

 /*
  * pull in the delayed directory update
  * and the delayed inode item
  * otherwise we corrupt the FS during
  * snapshot
 */
 ret = btrfs_run_delayed_items(trans);
 if (ret) { /* Transaction aborted */
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }

 ret = record_root_in_trans(trans, root, 0);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }
 btrfs_set_root_last_snapshot(&root->root_item, trans->transid);
 memcpy(new_root_item, &root->root_item, sizeof(*new_root_item));
 btrfs_check_and_init_root_item(new_root_item);

 root_flags = btrfs_root_flags(new_root_item);
 if (pending->readonly)
  root_flags |= BTRFS_ROOT_SUBVOL_RDONLY;
 else
  root_flags &= ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_RDONLY;
 btrfs_set_root_flags(new_root_item, root_flags);

 btrfs_set_root_generation_v2(new_root_item,
   trans->transid);
 generate_random_guid(new_root_item->uuid);
 memcpy(new_root_item->parent_uuid, root->root_item.uuid,
   BTRFS_UUID_SIZE);
 if (!(root_flags & BTRFS_ROOT_SUBVOL_RDONLY)) {
  memset(new_root_item->received_uuid, 0,
         sizeof(new_root_item->received_uuid));
  memset(&new_root_item->stime, 0, sizeof(new_root_item->stime));
  memset(&new_root_item->rtime, 0, sizeof(new_root_item->rtime));
  btrfs_set_root_stransid(new_root_item, 0);
  btrfs_set_root_rtransid(new_root_item, 0);
 }
 btrfs_set_stack_timespec_sec(&new_root_item->otime, cur_time.tv_sec);
 btrfs_set_stack_timespec_nsec(&new_root_item->otime, cur_time.tv_nsec);
 btrfs_set_root_otransid(new_root_item, trans->transid);

 old = btrfs_lock_root_node(root);
 ret = btrfs_cow_block(trans, root, old, NULL, 0, &old,
         BTRFS_NESTING_COW);
 if (ret) {
  btrfs_tree_unlock(old);
  free_extent_buffer(old);
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }

 ret = btrfs_copy_root(trans, root, old, &tmp, objectid);
 /* clean up in any case */
 btrfs_tree_unlock(old);
 free_extent_buffer(old);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }
 /* see comments in should_cow_block() */
 set_bit(BTRFS_ROOT_FORCE_COW, &root->state);
 smp_mb__after_atomic();

 btrfs_set_root_node(new_root_item, tmp);
 /* record when the snapshot was created in key.offset */
 key.offset = trans->transid;
 ret = btrfs_insert_root(trans, tree_root, &key, new_root_item);
 btrfs_tree_unlock(tmp);
 free_extent_buffer(tmp);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }

 /*
  * insert root back/forward references
 */
 ret = btrfs_add_root_ref(trans, objectid,
     btrfs_root_id(parent_root),
     btrfs_ino(parent_inode), index,
     &fname.disk_name);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }

 key.offset = (u64)-1;
 pending->snap = btrfs_get_new_fs_root(fs_info, objectid, &pending->anon_dev);
 if (IS_ERR(pending->snap)) {
  ret = PTR_ERR(pending->snap);
  pending->snap = NULL;
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }

 ret = btrfs_reloc_post_snapshot(trans, pending);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }

 /*
  * Do special qgroup accounting for snapshot, as we do some qgroup
  * snapshot hack to do fast snapshot.
  * To co-operate with that hack, we do hack again.
  * Or snapshot will be greatly slowed down by a subtree qgroup rescan
 */
 if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_FULL)
  ret = qgroup_account_snapshot(trans, root, parent_root,
           pending->inherit, objectid);
 else if (btrfs_qgroup_mode(fs_info) == BTRFS_QGROUP_MODE_SIMPLE)
  ret = btrfs_qgroup_inherit(trans, btrfs_root_id(root), objectid,
        btrfs_root_id(parent_root), pending->inherit);
 if (ret < 0)
  goto fail;

 ret = btrfs_insert_dir_item(trans, &fname.disk_name,
        parent_inode, &key, BTRFS_FT_DIR,
        index);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }

 btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
        fname.disk_name.len * 2);
 inode_set_mtime_to_ts(&parent_inode->vfs_inode,
         inode_set_ctime_current(&parent_inode->vfs_inode));
 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, parent_inode);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }
 ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, new_root_item->uuid,
      BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
      objectid);
 if (ret) {
  btrfs_abort_transaction(trans, ret);
  goto fail;
 }
 if (!btrfs_is_empty_uuid(new_root_item->received_uuid)) {
  ret = btrfs_uuid_tree_add(trans, new_root_item->received_uuid,
       BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
       objectid);
  if (ret && ret != -EEXIST) {
   btrfs_abort_transaction(trans, ret);
   goto fail;
  }
 }

fail:
 pending->error = ret;
dir_item_existed:
 trans->block_rsv = rsv;
 trans->bytes_reserved = 0;
clear_skip_qgroup:
 btrfs_clear_skip_qgroup(trans);
free_fname:
 fscrypt_free_filename(&fname);
free_pending:
 kfree(new_root_item);
 pending->root_item = NULL;
 btrfs_free_path(path);
 pending->path = NULL;

 return ret;
}

/*
 * create all the snapshots we've scheduled for creation
 */
static noinline int create_pending_snapshots(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_pending_snapshot *pending, *next;
 struct list_head *head = &trans->transaction->pending_snapshots;
 int ret = 0;

 list_for_each_entry_safe(pending, next, head, list) {
  list_del(&pending->list);
  ret = create_pending_snapshot(trans, pending);
  if (ret)
   break;
 }
 return ret;
}

static void update_super_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct btrfs_root_item *root_item;
 struct btrfs_super_block *super;

 super = fs_info->super_copy;

 root_item = &fs_info->chunk_root->root_item;
 super->chunk_root = root_item->bytenr;
 super->chunk_root_generation = root_item->generation;
 super->chunk_root_level = root_item->level;

 root_item = &fs_info->tree_root->root_item;
 super->root = root_item->bytenr;
 super->generation = root_item->generation;
 super->root_level = root_item->level;
 if (btrfs_test_opt(fs_info, SPACE_CACHE))
  super->cache_generation = root_item->generation;
 else if (test_bit(BTRFS_FS_CLEANUP_SPACE_CACHE_V1, &fs_info->flags))
  super->cache_generation = 0;
 if (test_bit(BTRFS_FS_UPDATE_UUID_TREE_GEN, &fs_info->flags))
  super->uuid_tree_generation = root_item->generation;
}

int btrfs_transaction_blocked(struct btrfs_fs_info *info)
{
 struct btrfs_transaction *trans;
 int ret = 0;

 spin_lock(&info->trans_lock);
 trans = info->running_transaction;
 if (trans)
  ret = is_transaction_blocked(trans);
 spin_unlock(&info->trans_lock);
 return ret;
}

void btrfs_commit_transaction_async(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_transaction *cur_trans;

 /* Kick the transaction kthread. */
 set_bit(BTRFS_FS_COMMIT_TRANS, &fs_info->flags);
 wake_up_process(fs_info->transaction_kthread);

 /* take transaction reference */
 cur_trans = trans->transaction;
 refcount_inc(&cur_trans->use_count);

 btrfs_end_transaction(trans);

 /*
  * Wait for the current transaction commit to start and block
  * subsequent transaction joins
 */
 btrfs_might_wait_for_state(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_COMMIT_PREP);
 wait_event(fs_info->transaction_blocked_wait,
     cur_trans->state >= TRANS_STATE_COMMIT_START ||
     TRANS_ABORTED(cur_trans));
 btrfs_put_transaction(cur_trans);
}

/*
 * If there is a running transaction commit it or if it's already committing,
 * wait for its commit to complete. Does not start and commit a new transaction
 * if there isn't any running.
 */
int btrfs_commit_current_transaction(struct btrfs_root *root)
{
 struct btrfs_trans_handle *trans;

 trans = btrfs_attach_transaction_barrier(root);
 if (IS_ERR(trans)) {
  int ret = PTR_ERR(trans);

  return (ret == -ENOENT) ? 0 : ret;
 }

 return btrfs_commit_transaction(trans);
}

static void cleanup_transaction(struct btrfs_trans_handle *trans, int err)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_transaction *cur_trans = trans->transaction;

 WARN_ON(refcount_read(&trans->use_count) > 1);

 btrfs_abort_transaction(trans, err);

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);

 /*
  * If the transaction is removed from the list, it means this
  * transaction has been committed successfully, so it is impossible
  * to call the cleanup function.
 */
 BUG_ON(list_empty(&cur_trans->list));

 if (cur_trans == fs_info->running_transaction) {
  cur_trans->state = TRANS_STATE_COMMIT_DOING;
  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

  /*
   * The thread has already released the lockdep map as reader
   * already in btrfs_commit_transaction().
 */
  btrfs_might_wait_for_event(fs_info, btrfs_trans_num_writers);
  wait_event(cur_trans->writer_wait,
      atomic_read(&cur_trans->num_writers) == 1);

  spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 }

 /*
  * Now that we know no one else is still using the transaction we can
  * remove the transaction from the list of transactions. This avoids
  * the transaction kthread from cleaning up the transaction while some
  * other task is still using it, which could result in a use-after-free
  * on things like log trees, as it forces the transaction kthread to
  * wait for this transaction to be cleaned up by us.
 */
 list_del_init(&cur_trans->list);

 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 btrfs_cleanup_one_transaction(trans->transaction);

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 if (cur_trans == fs_info->running_transaction)
  fs_info->running_transaction = NULL;
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 if (trans->type & __TRANS_FREEZABLE)
  sb_end_intwrite(fs_info->sb);
 btrfs_put_transaction(cur_trans);
 btrfs_put_transaction(cur_trans);

 trace_btrfs_transaction_commit(fs_info);

 if (current->journal_info == trans)
  current->journal_info = NULL;

 /*
  * If relocation is running, we can't cancel scrub because that will
  * result in a deadlock. Before relocating a block group, relocation
  * pauses scrub, then starts and commits a transaction before unpausing
  * scrub. If the transaction commit is being done by the relocation
  * task or triggered by another task and the relocation task is waiting
  * for the commit, and we end up here due to an error in the commit
  * path, then calling btrfs_scrub_cancel() will deadlock, as we are
  * asking for scrub to stop while having it asked to be paused higher
  * above in relocation code.
 */
 if (!test_bit(BTRFS_FS_RELOC_RUNNING, &fs_info->flags))
  btrfs_scrub_cancel(fs_info);

 kmem_cache_free(btrfs_trans_handle_cachep, trans);
}

/*
 * Release reserved delayed ref space of all pending block groups of the
 * transaction and remove them from the list
 */
static void btrfs_cleanup_pending_block_groups(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
       struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
       struct btrfs_block_group *block_group, *tmp;

       list_for_each_entry_safe(block_group, tmp, &trans->new_bgs, bg_list) {
               btrfs_dec_delayed_refs_rsv_bg_inserts(fs_info);
  /*
  * Not strictly necessary to lock, as no other task will be using a
  * block_group on the new_bgs list during a transaction abort.
*/
        spin_lock(&fs_info->unused_bgs_lock);
               list_del_init(&block_group->bg_list);
        btrfs_put_block_group(block_group);
        spin_unlock(&fs_info->unused_bgs_lock);
       }
}

static inline int btrfs_start_delalloc_flush(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 /*
  * We use try_to_writeback_inodes_sb() here because if we used
  * btrfs_start_delalloc_roots we would deadlock with fs freeze.
  * Currently are holding the fs freeze lock, if we do an async flush
  * we'll do btrfs_join_transaction() and deadlock because we need to
  * wait for the fs freeze lock.  Using the direct flushing we benefit
  * from already being in a transaction and our join_transaction doesn't
  * have to re-take the fs freeze lock.
  *
  * Note that try_to_writeback_inodes_sb() will only trigger writeback
  * if it can read lock sb->s_umount. It will always be able to lock it,
  * except when the filesystem is being unmounted or being frozen, but in
  * those cases sync_filesystem() is called, which results in calling
  * writeback_inodes_sb() while holding a write lock on sb->s_umount.
  * Note that we don't call writeback_inodes_sb() directly, because it
  * will emit a warning if sb->s_umount is not locked.
 */
 if (btrfs_test_opt(fs_info, FLUSHONCOMMIT))
  try_to_writeback_inodes_sb(fs_info->sb, WB_REASON_SYNC);
 return 0;
}

static inline void btrfs_wait_delalloc_flush(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 if (btrfs_test_opt(fs_info, FLUSHONCOMMIT))
  btrfs_wait_ordered_roots(fs_info, U64_MAX, NULL);
}

/*
 * Add a pending snapshot associated with the given transaction handle to the
 * respective handle. This must be called after the transaction commit started
 * and while holding fs_info->trans_lock.
 * This serves to guarantee a caller of btrfs_commit_transaction() that it can
 * safely free the pending snapshot pointer in case btrfs_commit_transaction()
 * returns an error.
 */
static void add_pending_snapshot(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_transaction *cur_trans = trans->transaction;

 if (!trans->pending_snapshot)
  return;

 lockdep_assert_held(&trans->fs_info->trans_lock);
 ASSERT(cur_trans->state >= TRANS_STATE_COMMIT_PREP);

 list_add(&trans->pending_snapshot->list, &cur_trans->pending_snapshots);
}

static void update_commit_stats(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 ktime_t now = ktime_get_ns();
 ktime_t interval = now - fs_info->commit_stats.critical_section_start_time;

 ASSERT(fs_info->commit_stats.critical_section_start_time);

 fs_info->commit_stats.commit_count++;
 fs_info->commit_stats.last_commit_dur = interval;
 fs_info->commit_stats.max_commit_dur =
   max_t(u64, fs_info->commit_stats.max_commit_dur, interval);
 fs_info->commit_stats.total_commit_dur += interval;
 fs_info->commit_stats.critical_section_start_time = 0;
}

int btrfs_commit_transaction(struct btrfs_trans_handle *trans)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
 struct btrfs_transaction *cur_trans = trans->transaction;
 struct btrfs_transaction *prev_trans = NULL;
 int ret;

 ASSERT(refcount_read(&trans->use_count) == 1);
 btrfs_trans_state_lockdep_acquire(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_COMMIT_PREP);

 clear_bit(BTRFS_FS_NEED_TRANS_COMMIT, &fs_info->flags);

 /* Stop the commit early if ->aborted is set */
 if (TRANS_ABORTED(cur_trans)) {
  ret = cur_trans->aborted;
  goto lockdep_trans_commit_start_release;
 }

 btrfs_trans_release_metadata(trans);
 trans->block_rsv = NULL;

 /*
  * We only want one transaction commit doing the flushing so we do not
  * waste a bunch of time on lock contention on the extent root node.
 */
 if (!test_and_set_bit(BTRFS_DELAYED_REFS_FLUSHING,
         &cur_trans->delayed_refs.flags)) {
  /*
   * Make a pass through all the delayed refs we have so far.
   * Any running threads may add more while we are here.
 */
  ret = btrfs_run_delayed_refs(trans, 0);
  if (ret)
   goto lockdep_trans_commit_start_release;
 }

 btrfs_create_pending_block_groups(trans);

 if (!test_bit(BTRFS_TRANS_DIRTY_BG_RUN, &cur_trans->flags)) {
  int run_it = 0;

  /* this mutex is also taken before trying to set
   * block groups readonly.  We need to make sure
   * that nobody has set a block group readonly
   * after a extents from that block group have been
   * allocated for cache files.  btrfs_set_block_group_ro
   * will wait for the transaction to commit if it
   * finds BTRFS_TRANS_DIRTY_BG_RUN set.
   *
   * The BTRFS_TRANS_DIRTY_BG_RUN flag is also used to make sure
   * only one process starts all the block group IO.  It wouldn't
   * hurt to have more than one go through, but there's no
   * real advantage to it either.
 */
  mutex_lock(&fs_info->ro_block_group_mutex);
  if (!test_and_set_bit(BTRFS_TRANS_DIRTY_BG_RUN,
          &cur_trans->flags))
   run_it = 1;
  mutex_unlock(&fs_info->ro_block_group_mutex);

  if (run_it) {
   ret = btrfs_start_dirty_block_groups(trans);
   if (ret)
    goto lockdep_trans_commit_start_release;
  }
 }

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 if (cur_trans->state >= TRANS_STATE_COMMIT_PREP) {
  enum btrfs_trans_state want_state = TRANS_STATE_COMPLETED;

  add_pending_snapshot(trans);

  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
  refcount_inc(&cur_trans->use_count);

  if (trans->in_fsync)
   want_state = TRANS_STATE_SUPER_COMMITTED;

  btrfs_trans_state_lockdep_release(fs_info,
        BTRFS_LOCKDEP_TRANS_COMMIT_PREP);
  ret = btrfs_end_transaction(trans);
  wait_for_commit(cur_trans, want_state);

  if (TRANS_ABORTED(cur_trans))
   ret = cur_trans->aborted;

  btrfs_put_transaction(cur_trans);

  return ret;
 }

 cur_trans->state = TRANS_STATE_COMMIT_PREP;
 wake_up(&fs_info->transaction_blocked_wait);
 btrfs_trans_state_lockdep_release(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_COMMIT_PREP);

 if (!list_is_first(&cur_trans->list, &fs_info->trans_list)) {
  enum btrfs_trans_state want_state = TRANS_STATE_COMPLETED;

  if (trans->in_fsync)
   want_state = TRANS_STATE_SUPER_COMMITTED;

  prev_trans = list_prev_entry(cur_trans, list);
  if (prev_trans->state < want_state) {
   refcount_inc(&prev_trans->use_count);
   spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

   wait_for_commit(prev_trans, want_state);

   ret = READ_ONCE(prev_trans->aborted);

   btrfs_put_transaction(prev_trans);
   if (ret)
    goto lockdep_release;
   spin_lock(&fs_info->trans_lock);
  }
 } else {
  /*
   * The previous transaction was aborted and was already removed
   * from the list of transactions at fs_info->trans_list. So we
   * abort to prevent writing a new superblock that reflects a
   * corrupt state (pointing to trees with unwritten nodes/leafs).
 */
  if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info)) {
   spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
   ret = -EROFS;
   goto lockdep_release;
  }
 }

 cur_trans->state = TRANS_STATE_COMMIT_START;
 wake_up(&fs_info->transaction_blocked_wait);
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 /*
  * Get the time spent on the work done by the commit thread and not
  * the time spent waiting on a previous commit
 */
 fs_info->commit_stats.critical_section_start_time = ktime_get_ns();
 extwriter_counter_dec(cur_trans, trans->type);

 ret = btrfs_start_delalloc_flush(fs_info);
 if (ret)
  goto lockdep_release;

 ret = btrfs_run_delayed_items(trans);
 if (ret)
  goto lockdep_release;

 /*
  * The thread has started/joined the transaction thus it holds the
  * lockdep map as a reader. It has to release it before acquiring the
  * lockdep map as a writer.
 */
 btrfs_lockdep_release(fs_info, btrfs_trans_num_extwriters);
 btrfs_might_wait_for_event(fs_info, btrfs_trans_num_extwriters);
 wait_event(cur_trans->writer_wait,
     extwriter_counter_read(cur_trans) == 0);

 /* some pending stuffs might be added after the previous flush. */
 ret = btrfs_run_delayed_items(trans);
 if (ret) {
  btrfs_lockdep_release(fs_info, btrfs_trans_num_writers);
  goto cleanup_transaction;
 }

 btrfs_wait_delalloc_flush(fs_info);

 /*
  * Wait for all ordered extents started by a fast fsync that joined this
  * transaction. Otherwise if this transaction commits before the ordered
  * extents complete we lose logged data after a power failure.
 */
 btrfs_might_wait_for_event(fs_info, btrfs_trans_pending_ordered);
 wait_event(cur_trans->pending_wait,
     atomic_read(&cur_trans->pending_ordered) == 0);

 btrfs_scrub_pause(fs_info);
 /*
  * Ok now we need to make sure to block out any other joins while we
  * commit the transaction.  We could have started a join before setting
  * COMMIT_DOING so make sure to wait for num_writers to == 1 again.
 */
 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 add_pending_snapshot(trans);
 cur_trans->state = TRANS_STATE_COMMIT_DOING;
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 /*
  * The thread has started/joined the transaction thus it holds the
  * lockdep map as a reader. It has to release it before acquiring the
  * lockdep map as a writer.
 */
 btrfs_lockdep_release(fs_info, btrfs_trans_num_writers);
 btrfs_might_wait_for_event(fs_info, btrfs_trans_num_writers);
 wait_event(cur_trans->writer_wait,
     atomic_read(&cur_trans->num_writers) == 1);

 /*
  * Make lockdep happy by acquiring the state locks after
  * btrfs_trans_num_writers is released. If we acquired the state locks
  * before releasing the btrfs_trans_num_writers lock then lockdep would
  * complain because we did not follow the reverse order unlocking rule.
 */
 btrfs_trans_state_lockdep_acquire(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_COMPLETED);
 btrfs_trans_state_lockdep_acquire(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_SUPER_COMMITTED);
 btrfs_trans_state_lockdep_acquire(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_UNBLOCKED);

 /*
  * We've started the commit, clear the flag in case we were triggered to
  * do an async commit but somebody else started before the transaction
  * kthread could do the work.
 */
 clear_bit(BTRFS_FS_COMMIT_TRANS, &fs_info->flags);

 if (TRANS_ABORTED(cur_trans)) {
  ret = cur_trans->aborted;
  btrfs_trans_state_lockdep_release(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_UNBLOCKED);
  goto scrub_continue;
 }
 /*
  * the reloc mutex makes sure that we stop
  * the balancing code from coming in and moving
  * extents around in the middle of the commit
 */
 mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);

 /*
  * We needn't worry about the delayed items because we will
  * deal with them in create_pending_snapshot(), which is the
  * core function of the snapshot creation.
 */
 ret = create_pending_snapshots(trans);
 if (ret)
  goto unlock_reloc;

 /*
  * We insert the dir indexes of the snapshots and update the inode
  * of the snapshots' parents after the snapshot creation, so there
  * are some delayed items which are not dealt with. Now deal with
  * them.
  *
  * We needn't worry that this operation will corrupt the snapshots,
  * because all the tree which are snapshoted will be forced to COW
  * the nodes and leaves.
 */
 ret = btrfs_run_delayed_items(trans);
 if (ret)
  goto unlock_reloc;

 ret = btrfs_run_delayed_refs(trans, U64_MAX);
 if (ret)
  goto unlock_reloc;

 /*
  * make sure none of the code above managed to slip in a
  * delayed item
 */
 btrfs_assert_delayed_root_empty(fs_info);

 WARN_ON(cur_trans != trans->transaction);

 ret = commit_fs_roots(trans);
 if (ret)
  goto unlock_reloc;

 /* commit_fs_roots gets rid of all the tree log roots, it is now
  * safe to free the root of tree log roots
 */
 btrfs_free_log_root_tree(trans, fs_info);

 /*
  * Since fs roots are all committed, we can get a quite accurate
  * new_roots. So let's do quota accounting.
 */
 ret = btrfs_qgroup_account_extents(trans);
 if (ret < 0)
  goto unlock_reloc;

 ret = commit_cowonly_roots(trans);
 if (ret)
  goto unlock_reloc;

 /*
  * The tasks which save the space cache and inode cache may also
  * update ->aborted, check it.
 */
 if (TRANS_ABORTED(cur_trans)) {
  ret = cur_trans->aborted;
  goto unlock_reloc;
 }

 cur_trans = fs_info->running_transaction;

 btrfs_set_root_node(&fs_info->tree_root->root_item,
       fs_info->tree_root->node);
 list_add_tail(&fs_info->tree_root->dirty_list,
        &cur_trans->switch_commits);

 btrfs_set_root_node(&fs_info->chunk_root->root_item,
       fs_info->chunk_root->node);
 list_add_tail(&fs_info->chunk_root->dirty_list,
        &cur_trans->switch_commits);

 if (btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2)) {
  btrfs_set_root_node(&fs_info->block_group_root->root_item,
        fs_info->block_group_root->node);
  list_add_tail(&fs_info->block_group_root->dirty_list,
         &cur_trans->switch_commits);
 }

 switch_commit_roots(trans);

 ASSERT(list_empty(&cur_trans->dirty_bgs));
 ASSERT(list_empty(&cur_trans->io_bgs));
 update_super_roots(fs_info);

 btrfs_set_super_log_root(fs_info->super_copy, 0);
 btrfs_set_super_log_root_level(fs_info->super_copy, 0);
 memcpy(fs_info->super_for_commit, fs_info->super_copy,
        sizeof(*fs_info->super_copy));

 btrfs_commit_device_sizes(cur_trans);

 clear_bit(BTRFS_FS_LOG1_ERR, &fs_info->flags);
 clear_bit(BTRFS_FS_LOG2_ERR, &fs_info->flags);

 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);

 /*
  * Before changing the transaction state to TRANS_STATE_UNBLOCKED and
  * setting fs_info->running_transaction to NULL, lock tree_log_mutex to
  * make sure that before we commit our superblock, no other task can
  * start a new transaction and commit a log tree before we commit our
  * superblock. Anyone trying to commit a log tree locks this mutex before
  * writing its superblock.
 */
 mutex_lock(&fs_info->tree_log_mutex);

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 cur_trans->state = TRANS_STATE_UNBLOCKED;
 fs_info->running_transaction = NULL;
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
 mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);

 wake_up(&fs_info->transaction_wait);
 btrfs_trans_state_lockdep_release(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_UNBLOCKED);

 /* If we have features changed, wake up the cleaner to update sysfs. */
 if (test_bit(BTRFS_FS_FEATURE_CHANGED, &fs_info->flags) &&
     fs_info->cleaner_kthread)
  wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);

 ret = btrfs_write_and_wait_transaction(trans);
 if (ret) {
  btrfs_handle_fs_error(fs_info, ret,
          "Error while writing out transaction");
  mutex_unlock(&fs_info->tree_log_mutex);
  goto scrub_continue;
 }

 ret = write_all_supers(fs_info, 0);
 /*
  * the super is written, we can safely allow the tree-loggers
  * to go about their business
 */
 mutex_unlock(&fs_info->tree_log_mutex);
 if (ret)
  goto scrub_continue;

 update_commit_stats(fs_info);
 /*
  * We needn't acquire the lock here because there is no other task
  * which can change it.
 */
 cur_trans->state = TRANS_STATE_SUPER_COMMITTED;
 wake_up(&cur_trans->commit_wait);
 btrfs_trans_state_lockdep_release(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_SUPER_COMMITTED);

 ret = btrfs_finish_extent_commit(trans);
 if (ret)
  goto scrub_continue;

 if (test_bit(BTRFS_TRANS_HAVE_FREE_BGS, &cur_trans->flags))
  btrfs_clear_space_info_full(fs_info);

 btrfs_set_last_trans_committed(fs_info, cur_trans->transid);
 /*
  * We needn't acquire the lock here because there is no other task
  * which can change it.
 */
 cur_trans->state = TRANS_STATE_COMPLETED;
 wake_up(&cur_trans->commit_wait);
 btrfs_trans_state_lockdep_release(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_COMPLETED);

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 list_del_init(&cur_trans->list);
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 btrfs_put_transaction(cur_trans);
 btrfs_put_transaction(cur_trans);

 if (trans->type & __TRANS_FREEZABLE)
  sb_end_intwrite(fs_info->sb);

 trace_btrfs_transaction_commit(fs_info);

 btrfs_scrub_continue(fs_info);

 if (current->journal_info == trans)
  current->journal_info = NULL;

 kmem_cache_free(btrfs_trans_handle_cachep, trans);

 return ret;

unlock_reloc:
 mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
 btrfs_trans_state_lockdep_release(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_UNBLOCKED);
scrub_continue:
 btrfs_trans_state_lockdep_release(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_SUPER_COMMITTED);
 btrfs_trans_state_lockdep_release(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_COMPLETED);
 btrfs_scrub_continue(fs_info);
cleanup_transaction:
 btrfs_trans_release_metadata(trans);
 btrfs_cleanup_pending_block_groups(trans);
 btrfs_trans_release_chunk_metadata(trans);
 trans->block_rsv = NULL;
 btrfs_warn(fs_info, "Skipping commit of aborted transaction.");
 if (current->journal_info == trans)
  current->journal_info = NULL;
 cleanup_transaction(trans, ret);

 return ret;

lockdep_release:
 btrfs_lockdep_release(fs_info, btrfs_trans_num_extwriters);
 btrfs_lockdep_release(fs_info, btrfs_trans_num_writers);
 goto cleanup_transaction;

lockdep_trans_commit_start_release:
 btrfs_trans_state_lockdep_release(fs_info, BTRFS_LOCKDEP_TRANS_COMMIT_PREP);
 btrfs_end_transaction(trans);
 return ret;
}

/*
 * return < 0 if error
 * 0 if there are no more dead_roots at the time of call
 * 1 there are more to be processed, call me again
 *
 * The return value indicates there are certainly more snapshots to delete, but
 * if there comes a new one during processing, it may return 0. We don't mind,
 * because btrfs_commit_super will poke cleaner thread and it will process it a
 * few seconds later.
 */
int btrfs_clean_one_deleted_snapshot(struct btrfs_fs_info *fs_info)
{
 struct btrfs_root *root;
 int ret;

 spin_lock(&fs_info->trans_lock);
 if (list_empty(&fs_info->dead_roots)) {
  spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
  return 0;
 }
 root = list_first_entry(&fs_info->dead_roots,
   struct btrfs_root, root_list);
 list_del_init(&root->root_list);
 spin_unlock(&fs_info->trans_lock);

 btrfs_debug(fs_info, "cleaner removing %llu", btrfs_root_id(root));

 btrfs_kill_all_delayed_nodes(root);

 if (btrfs_header_backref_rev(root->node) <
   BTRFS_MIXED_BACKREF_REV)
  ret = btrfs_drop_snapshot(root, 0, 0);
 else
  ret = btrfs_drop_snapshot(root, 1, 0);

 btrfs_put_root(root);
 return (ret < 0) ? 0 : 1;
}

/*
 * We only mark the transaction aborted and then set the file system read-only.
 * This will prevent new transactions from starting or trying to join this
 * one.
 *
 * This means that error recovery at the call site is limited to freeing
 * any local memory allocations and passing the error code up without
 * further cleanup. The transaction should complete as it normally would
 * in the call path but will return -EIO.
 *
 * We'll complete the cleanup in btrfs_end_transaction and
 * btrfs_commit_transaction.
 */
void __cold __btrfs_abort_transaction(struct btrfs_trans_handle *trans,
          const char *function,
          unsigned int line, int error, bool first_hit)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;

 WRITE_ONCE(trans->aborted, error);
 WRITE_ONCE(trans->transaction->aborted, error);
 if (first_hit && error == -ENOSPC)
  btrfs_dump_space_info_for_trans_abort(fs_info);
 /* Wake up anybody who may be waiting on this transaction */
 wake_up(&fs_info->transaction_wait);
 wake_up(&fs_info->transaction_blocked_wait);
 __btrfs_handle_fs_error(fs_info, function, line, error, NULL);
}

int __init btrfs_transaction_init(void)
{
 btrfs_trans_handle_cachep = KMEM_CACHE(btrfs_trans_handle, SLAB_TEMPORARY);
 if (!btrfs_trans_handle_cachep)
  return -ENOMEM;
 return 0;
}

void __cold btrfs_transaction_exit(void)
{
 kmem_cache_destroy(btrfs_trans_handle_cachep);
}