Btrfs: early reference counting
[linux-2.6] / fs / btrfs / ctree.c
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include "kerncompat.h"
4 #include "radix-tree.h"
5 #include "ctree.h"
6 #include "disk-io.h"
7 #include "print-tree.h"
8
9 static int split_node(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path,
10                       int level);
11 static int split_leaf(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path,
12                       int data_size);
13 static int push_node_left(struct ctree_root *root, struct tree_buffer *dst,
14                           struct tree_buffer *src);
15 static int balance_node_right(struct ctree_root *root,
16                               struct tree_buffer *dst_buf,
17                               struct tree_buffer *src_buf);
18 static int del_ptr(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path, int level,
19                    int slot);
20
21 inline void init_path(struct ctree_path *p)
22 {
23         memset(p, 0, sizeof(*p));
24 }
25
26 void release_path(struct ctree_root *root, struct ctree_path *p)
27 {
28         int i;
29         for (i = 0; i < MAX_LEVEL; i++) {
30                 if (!p->nodes[i])
31                         break;
32                 tree_block_release(root, p->nodes[i]);
33         }
34         memset(p, 0, sizeof(*p));
35 }
36
37 int btrfs_cow_block(struct ctree_root *root,
38                     struct tree_buffer *buf,
39                     struct tree_buffer *parent,
40                     int parent_slot,
41                     struct tree_buffer **cow_ret)
42 {
43         struct tree_buffer *cow;
44
45         if (!list_empty(&buf->dirty)) {
46                 *cow_ret = buf;
47                 return 0;
48         }
49         cow = alloc_free_block(root);
50         memcpy(&cow->node, &buf->node, sizeof(buf->node));
51         cow->node.header.blocknr = cow->blocknr;
52         *cow_ret = cow;
53         if (buf == root->node) {
54                 root->node = cow;
55                 cow->count++;
56                 tree_block_release(root, buf);
57         } else {
58                 parent->node.blockptrs[parent_slot] = cow->blocknr;
59                 BUG_ON(list_empty(&parent->dirty));
60         }
61         if (0 && root != root->extent_root && !is_leaf(cow->node.header.flags)) {
62                 btrfs_inc_ref(root, cow);
63         }
64         tree_block_release(root, buf);
65         return 0;
66 }
67
68 /*
69  * The leaf data grows from end-to-front in the node.
70  * this returns the address of the start of the last item,
71  * which is the stop of the leaf data stack
72  */
73 static inline unsigned int leaf_data_end(struct leaf *leaf)
74 {
75         unsigned int nr = leaf->header.nritems;
76         if (nr == 0)
77                 return sizeof(leaf->data);
78         return leaf->items[nr-1].offset;
79 }
80
81 /*
82  * The space between the end of the leaf items and
83  * the start of the leaf data.  IOW, how much room
84  * the leaf has left for both items and data
85  */
86 int leaf_free_space(struct leaf *leaf)
87 {
88         int data_end = leaf_data_end(leaf);
89         int nritems = leaf->header.nritems;
90         char *items_end = (char *)(leaf->items + nritems + 1);
91         return (char *)(leaf->data + data_end) - (char *)items_end;
92 }
93
94 /*
95  * compare two keys in a memcmp fashion
96  */
97 int comp_keys(struct key *k1, struct key *k2)
98 {
99         if (k1->objectid > k2->objectid)
100                 return 1;
101         if (k1->objectid < k2->objectid)
102                 return -1;
103         if (k1->flags > k2->flags)
104                 return 1;
105         if (k1->flags < k2->flags)
106                 return -1;
107         if (k1->offset > k2->offset)
108                 return 1;
109         if (k1->offset < k2->offset)
110                 return -1;
111         return 0;
112 }
113
114 int check_node(struct ctree_path *path, int level)
115 {
116         int i;
117         struct node *parent = NULL;
118         struct node *node = &path->nodes[level]->node;
119         int parent_slot;
120
121         if (path->nodes[level + 1])
122                 parent = &path->nodes[level + 1]->node;
123         parent_slot = path->slots[level + 1];
124         if (parent && node->header.nritems > 0) {
125                 struct key *parent_key;
126                 parent_key = &parent->keys[parent_slot];
127                 BUG_ON(memcmp(parent_key, node->keys, sizeof(struct key)));
128                 BUG_ON(parent->blockptrs[parent_slot] != node->header.blocknr);
129         }
130         BUG_ON(node->header.nritems > NODEPTRS_PER_BLOCK);
131         for (i = 0; i < node->header.nritems - 2; i++) {
132                 BUG_ON(comp_keys(&node->keys[i], &node->keys[i+1]) >= 0);
133         }
134         return 0;
135 }
136
137 int check_leaf(struct ctree_path *path, int level)
138 {
139         int i;
140         struct leaf *leaf = &path->nodes[level]->leaf;
141         struct node *parent = NULL;
142         int parent_slot;
143
144         if (path->nodes[level + 1])
145                 parent = &path->nodes[level + 1]->node;
146         parent_slot = path->slots[level + 1];
147         if (parent && leaf->header.nritems > 0) {
148                 struct key *parent_key;
149                 parent_key = &parent->keys[parent_slot];
150                 BUG_ON(memcmp(parent_key, &leaf->items[0].key,
151                        sizeof(struct key)));
152                 BUG_ON(parent->blockptrs[parent_slot] != leaf->header.blocknr);
153         }
154         for (i = 0; i < leaf->header.nritems - 2; i++) {
155                 BUG_ON(comp_keys(&leaf->items[i].key,
156                                  &leaf->items[i+1].key) >= 0);
157                 BUG_ON(leaf->items[i].offset != leaf->items[i + 1].offset +
158                     leaf->items[i + 1].size);
159                 if (i == 0) {
160                         BUG_ON(leaf->items[i].offset + leaf->items[i].size !=
161                                 LEAF_DATA_SIZE);
162                 }
163         }
164         BUG_ON(leaf_free_space(leaf) < 0);
165         return 0;
166 }
167
168 int check_block(struct ctree_path *path, int level)
169 {
170         if (level == 0)
171                 return check_leaf(path, level);
172         return check_node(path, level);
173 }
174
175 /*
176  * search for key in the array p.  items p are item_size apart
177  * and there are 'max' items in p
178  * the slot in the array is returned via slot, and it points to
179  * the place where you would insert key if it is not found in
180  * the array.
181  *
182  * slot may point to max if the key is bigger than all of the keys
183  */
184 int generic_bin_search(char *p, int item_size, struct key *key,
185                        int max, int *slot)
186 {
187         int low = 0;
188         int high = max;
189         int mid;
190         int ret;
191         struct key *tmp;
192
193         while(low < high) {
194                 mid = (low + high) / 2;
195                 tmp = (struct key *)(p + mid * item_size);
196                 ret = comp_keys(tmp, key);
197
198                 if (ret < 0)
199                         low = mid + 1;
200                 else if (ret > 0)
201                         high = mid;
202                 else {
203                         *slot = mid;
204                         return 0;
205                 }
206         }
207         *slot = low;
208         return 1;
209 }
210
211 /*
212  * simple bin_search frontend that does the right thing for
213  * leaves vs nodes
214  */
215 int bin_search(struct node *c, struct key *key, int *slot)
216 {
217         if (is_leaf(c->header.flags)) {
218                 struct leaf *l = (struct leaf *)c;
219                 return generic_bin_search((void *)l->items, sizeof(struct item),
220                                           key, c->header.nritems, slot);
221         } else {
222                 return generic_bin_search((void *)c->keys, sizeof(struct key),
223                                           key, c->header.nritems, slot);
224         }
225         return -1;
226 }
227
228 struct tree_buffer *read_node_slot(struct ctree_root *root,
229                                    struct tree_buffer *parent_buf,
230                                    int slot)
231 {
232         struct node *node = &parent_buf->node;
233         if (slot < 0)
234                 return NULL;
235         if (slot >= node->header.nritems)
236                 return NULL;
237         return read_tree_block(root, node->blockptrs[slot]);
238 }
239
240 static int balance_level(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path,
241                         int level)
242 {
243         struct tree_buffer *right_buf;
244         struct tree_buffer *mid_buf;
245         struct tree_buffer *left_buf;
246         struct tree_buffer *parent_buf = NULL;
247         struct node *right = NULL;
248         struct node *mid;
249         struct node *left = NULL;
250         struct node *parent = NULL;
251         int ret = 0;
252         int wret;
253         int pslot;
254         int orig_slot = path->slots[level];
255         u64 orig_ptr;
256
257         if (level == 0)
258                 return 0;
259
260         mid_buf = path->nodes[level];
261         mid = &mid_buf->node;
262         orig_ptr = mid->blockptrs[orig_slot];
263
264         if (level < MAX_LEVEL - 1)
265                 parent_buf = path->nodes[level + 1];
266         pslot = path->slots[level + 1];
267
268         if (!parent_buf) {
269                 struct tree_buffer *child;
270                 u64 blocknr = mid_buf->blocknr;
271
272                 if (mid->header.nritems != 1)
273                         return 0;
274
275                 /* promote the child to a root */
276                 child = read_node_slot(root, mid_buf, 0);
277                 BUG_ON(!child);
278                 root->node = child;
279                 path->nodes[level] = NULL;
280                 /* once for the path */
281                 tree_block_release(root, mid_buf);
282                 /* once for the root ptr */
283                 tree_block_release(root, mid_buf);
284                 clean_tree_block(root, mid_buf);
285                 return free_extent(root, blocknr, 1);
286         }
287         parent = &parent_buf->node;
288
289         if (mid->header.nritems > NODEPTRS_PER_BLOCK / 4)
290                 return 0;
291
292         left_buf = read_node_slot(root, parent_buf, pslot - 1);
293         right_buf = read_node_slot(root, parent_buf, pslot + 1);
294
295         /* first, try to make some room in the middle buffer */
296         if (left_buf) {
297                 btrfs_cow_block(root, left_buf, parent_buf,
298                                 pslot - 1, &left_buf);
299                 left = &left_buf->node;
300                 orig_slot += left->header.nritems;
301                 wret = push_node_left(root, left_buf, mid_buf);
302                 if (wret < 0)
303                         ret = wret;
304         }
305
306         /*
307          * then try to empty the right most buffer into the middle
308          */
309         if (right_buf) {
310                 btrfs_cow_block(root, right_buf, parent_buf,
311                                 pslot + 1, &right_buf);
312                 right = &right_buf->node;
313                 wret = push_node_left(root, mid_buf, right_buf);
314                 if (wret < 0)
315                         ret = wret;
316                 if (right->header.nritems == 0) {
317                         u64 blocknr = right_buf->blocknr;
318                         tree_block_release(root, right_buf);
319                         clean_tree_block(root, right_buf);
320                         right_buf = NULL;
321                         right = NULL;
322                         wret = del_ptr(root, path, level + 1, pslot + 1);
323                         if (wret)
324                                 ret = wret;
325                         wret = free_extent(root, blocknr, 1);
326                         if (wret)
327                                 ret = wret;
328                 } else {
329                         memcpy(parent->keys + pslot + 1, right->keys,
330                                 sizeof(struct key));
331                         BUG_ON(list_empty(&parent_buf->dirty));
332                 }
333         }
334         if (mid->header.nritems == 1) {
335                 /*
336                  * we're not allowed to leave a node with one item in the
337                  * tree during a delete.  A deletion from lower in the tree
338                  * could try to delete the only pointer in this node.
339                  * So, pull some keys from the left.
340                  * There has to be a left pointer at this point because
341                  * otherwise we would have pulled some pointers from the
342                  * right
343                  */
344                 BUG_ON(!left_buf);
345                 wret = balance_node_right(root, mid_buf, left_buf);
346                 if (wret < 0)
347                         ret = wret;
348                 BUG_ON(wret == 1);
349         }
350         if (mid->header.nritems == 0) {
351                 /* we've managed to empty the middle node, drop it */
352                 u64 blocknr = mid_buf->blocknr;
353                 tree_block_release(root, mid_buf);
354                 clean_tree_block(root, mid_buf);
355                 mid_buf = NULL;
356                 mid = NULL;
357                 wret = del_ptr(root, path, level + 1, pslot);
358                 if (wret)
359                         ret = wret;
360                 wret = free_extent(root, blocknr, 1);
361                 if (wret)
362                         ret = wret;
363         } else {
364                 /* update the parent key to reflect our changes */
365                 memcpy(parent->keys + pslot, mid->keys, sizeof(struct key));
366                 BUG_ON(list_empty(&parent_buf->dirty));
367         }
368
369         /* update the path */
370         if (left_buf) {
371                 if (left->header.nritems > orig_slot) {
372                         left_buf->count++; // released below
373                         path->nodes[level] = left_buf;
374                         path->slots[level + 1] -= 1;
375                         path->slots[level] = orig_slot;
376                         if (mid_buf)
377                                 tree_block_release(root, mid_buf);
378                 } else {
379                         orig_slot -= left->header.nritems;
380                         path->slots[level] = orig_slot;
381                 }
382         }
383         /* double check we haven't messed things up */
384         check_block(path, level);
385         if (orig_ptr != path->nodes[level]->node.blockptrs[path->slots[level]])
386                 BUG();
387
388         if (right_buf)
389                 tree_block_release(root, right_buf);
390         if (left_buf)
391                 tree_block_release(root, left_buf);
392         return ret;
393 }
394
395 /*
396  * look for key in the tree.  path is filled in with nodes along the way
397  * if key is found, we return zero and you can find the item in the leaf
398  * level of the path (level 0)
399  *
400  * If the key isn't found, the path points to the slot where it should
401  * be inserted, and 1 is returned.  If there are other errors during the
402  * search a negative error number is returned.
403  *
404  * if ins_len > 0, nodes and leaves will be split as we walk down the
405  * tree.  if ins_len < 0, nodes will be merged as we walk down the tree (if
406  * possible)
407  */
408 int search_slot(struct ctree_root *root, struct key *key,
409                 struct ctree_path *p, int ins_len, int cow)
410 {
411         struct tree_buffer *b;
412         struct tree_buffer *cow_buf;
413         struct node *c;
414         int slot;
415         int ret;
416         int level;
417
418 again:
419         b = root->node;
420         b->count++;
421         while (b) {
422                 level = node_level(b->node.header.flags);
423                 if (cow) {
424                         int wret;
425                         wret = btrfs_cow_block(root, b, p->nodes[level + 1],
426                                                p->slots[level + 1], &cow_buf);
427                         b = cow_buf;
428                 }
429                 BUG_ON(!cow && ins_len);
430                 c = &b->node;
431                 p->nodes[level] = b;
432                 ret = check_block(p, level);
433                 if (ret)
434                         return -1;
435                 ret = bin_search(c, key, &slot);
436                 if (!is_leaf(c->header.flags)) {
437                         if (ret && slot > 0)
438                                 slot -= 1;
439                         p->slots[level] = slot;
440                         if (ins_len > 0 &&
441                             c->header.nritems == NODEPTRS_PER_BLOCK) {
442                                 int sret = split_node(root, p, level);
443                                 BUG_ON(sret > 0);
444                                 if (sret)
445                                         return sret;
446                                 b = p->nodes[level];
447                                 c = &b->node;
448                                 slot = p->slots[level];
449                         } else if (ins_len < 0) {
450                                 int sret = balance_level(root, p, level);
451                                 if (sret)
452                                         return sret;
453                                 b = p->nodes[level];
454                                 if (!b)
455                                         goto again;
456                                 c = &b->node;
457                                 slot = p->slots[level];
458                                 BUG_ON(c->header.nritems == 1);
459                         }
460                         b = read_tree_block(root, c->blockptrs[slot]);
461                 } else {
462                         struct leaf *l = (struct leaf *)c;
463                         p->slots[level] = slot;
464                         if (ins_len > 0 && leaf_free_space(l) <
465                             sizeof(struct item) + ins_len) {
466                                 int sret = split_leaf(root, p, ins_len);
467                                 BUG_ON(sret > 0);
468                                 if (sret)
469                                         return sret;
470                         }
471                         BUG_ON(root->node->count == 1);
472                         return ret;
473                 }
474         }
475         BUG_ON(root->node->count == 1);
476         return 1;
477 }
478
479 /*
480  * adjust the pointers going up the tree, starting at level
481  * making sure the right key of each node is points to 'key'.
482  * This is used after shifting pointers to the left, so it stops
483  * fixing up pointers when a given leaf/node is not in slot 0 of the
484  * higher levels
485  *
486  * If this fails to write a tree block, it returns -1, but continues
487  * fixing up the blocks in ram so the tree is consistent.
488  */
489 static int fixup_low_keys(struct ctree_root *root,
490                            struct ctree_path *path, struct key *key,
491                            int level)
492 {
493         int i;
494         int ret = 0;
495         for (i = level; i < MAX_LEVEL; i++) {
496                 struct node *t;
497                 int tslot = path->slots[i];
498                 if (!path->nodes[i])
499                         break;
500                 t = &path->nodes[i]->node;
501                 memcpy(t->keys + tslot, key, sizeof(*key));
502                 BUG_ON(list_empty(&path->nodes[i]->dirty));
503                 if (tslot != 0)
504                         break;
505         }
506         return ret;
507 }
508
509 /*
510  * try to push data from one node into the next node left in the
511  * tree.
512  *
513  * returns 0 if some ptrs were pushed left, < 0 if there was some horrible
514  * error, and > 0 if there was no room in the left hand block.
515  */
516 static int push_node_left(struct ctree_root *root, struct tree_buffer *dst_buf,
517                           struct tree_buffer *src_buf)
518 {
519         struct node *src = &src_buf->node;
520         struct node *dst = &dst_buf->node;
521         int push_items = 0;
522         int src_nritems;
523         int dst_nritems;
524         int ret = 0;
525
526         src_nritems = src->header.nritems;
527         dst_nritems = dst->header.nritems;
528         push_items = NODEPTRS_PER_BLOCK - dst_nritems;
529         if (push_items <= 0) {
530                 return 1;
531         }
532
533         if (src_nritems < push_items)
534                 push_items = src_nritems;
535
536         memcpy(dst->keys + dst_nritems, src->keys,
537                 push_items * sizeof(struct key));
538         memcpy(dst->blockptrs + dst_nritems, src->blockptrs,
539                 push_items * sizeof(u64));
540         if (push_items < src_nritems) {
541                 memmove(src->keys, src->keys + push_items,
542                         (src_nritems - push_items) * sizeof(struct key));
543                 memmove(src->blockptrs, src->blockptrs + push_items,
544                         (src_nritems - push_items) * sizeof(u64));
545         }
546         src->header.nritems -= push_items;
547         dst->header.nritems += push_items;
548
549         BUG_ON(list_empty(&src_buf->dirty));
550         BUG_ON(list_empty(&dst_buf->dirty));
551         return ret;
552 }
553
554 /*
555  * try to push data from one node into the next node right in the
556  * tree.
557  *
558  * returns 0 if some ptrs were pushed, < 0 if there was some horrible
559  * error, and > 0 if there was no room in the right hand block.
560  *
561  * this will  only push up to 1/2 the contents of the left node over
562  */
563 static int balance_node_right(struct ctree_root *root,
564                               struct tree_buffer *dst_buf,
565                               struct tree_buffer *src_buf)
566 {
567         struct node *src = &src_buf->node;
568         struct node *dst = &dst_buf->node;
569         int push_items = 0;
570         int max_push;
571         int src_nritems;
572         int dst_nritems;
573         int ret = 0;
574
575         src_nritems = src->header.nritems;
576         dst_nritems = dst->header.nritems;
577         push_items = NODEPTRS_PER_BLOCK - dst_nritems;
578         if (push_items <= 0) {
579                 return 1;
580         }
581
582         max_push = src_nritems / 2 + 1;
583         /* don't try to empty the node */
584         if (max_push > src_nritems)
585                 return 1;
586         if (max_push < push_items)
587                 push_items = max_push;
588
589         memmove(dst->keys + push_items, dst->keys,
590                 dst_nritems * sizeof(struct key));
591         memmove(dst->blockptrs + push_items, dst->blockptrs,
592                 dst_nritems * sizeof(u64));
593         memcpy(dst->keys, src->keys + src_nritems - push_items,
594                 push_items * sizeof(struct key));
595         memcpy(dst->blockptrs, src->blockptrs + src_nritems - push_items,
596                 push_items * sizeof(u64));
597
598         src->header.nritems -= push_items;
599         dst->header.nritems += push_items;
600
601         BUG_ON(list_empty(&src_buf->dirty));
602         BUG_ON(list_empty(&dst_buf->dirty));
603         return ret;
604 }
605
606 /*
607  * helper function to insert a new root level in the tree.
608  * A new node is allocated, and a single item is inserted to
609  * point to the existing root
610  *
611  * returns zero on success or < 0 on failure.
612  */
613 static int insert_new_root(struct ctree_root *root,
614                            struct ctree_path *path, int level)
615 {
616         struct tree_buffer *t;
617         struct node *lower;
618         struct node *c;
619         struct key *lower_key;
620
621         BUG_ON(path->nodes[level]);
622         BUG_ON(path->nodes[level-1] != root->node);
623
624         t = alloc_free_block(root);
625         c = &t->node;
626         memset(c, 0, sizeof(c));
627         c->header.nritems = 1;
628         c->header.flags = node_level(level);
629         c->header.blocknr = t->blocknr;
630         c->header.parentid = root->node->node.header.parentid;
631         lower = &path->nodes[level-1]->node;
632         if (is_leaf(lower->header.flags))
633                 lower_key = &((struct leaf *)lower)->items[0].key;
634         else
635                 lower_key = lower->keys;
636         memcpy(c->keys, lower_key, sizeof(struct key));
637         c->blockptrs[0] = path->nodes[level-1]->blocknr;
638         /* the super has an extra ref to root->node */
639         tree_block_release(root, root->node);
640         root->node = t;
641         t->count++;
642         path->nodes[level] = t;
643         path->slots[level] = 0;
644         return 0;
645 }
646
647 /*
648  * worker function to insert a single pointer in a node.
649  * the node should have enough room for the pointer already
650  *
651  * slot and level indicate where you want the key to go, and
652  * blocknr is the block the key points to.
653  *
654  * returns zero on success and < 0 on any error
655  */
656 static int insert_ptr(struct ctree_root *root,
657                 struct ctree_path *path, struct key *key,
658                 u64 blocknr, int slot, int level)
659 {
660         struct node *lower;
661         int nritems;
662
663         BUG_ON(!path->nodes[level]);
664         lower = &path->nodes[level]->node;
665         nritems = lower->header.nritems;
666         if (slot > nritems)
667                 BUG();
668         if (nritems == NODEPTRS_PER_BLOCK)
669                 BUG();
670         if (slot != nritems) {
671                 memmove(lower->keys + slot + 1, lower->keys + slot,
672                         (nritems - slot) * sizeof(struct key));
673                 memmove(lower->blockptrs + slot + 1, lower->blockptrs + slot,
674                         (nritems - slot) * sizeof(u64));
675         }
676         memcpy(lower->keys + slot, key, sizeof(struct key));
677         lower->blockptrs[slot] = blocknr;
678         lower->header.nritems++;
679         if (lower->keys[1].objectid == 0)
680                         BUG();
681         BUG_ON(list_empty(&path->nodes[level]->dirty));
682         return 0;
683 }
684
685 /*
686  * split the node at the specified level in path in two.
687  * The path is corrected to point to the appropriate node after the split
688  *
689  * Before splitting this tries to make some room in the node by pushing
690  * left and right, if either one works, it returns right away.
691  *
692  * returns 0 on success and < 0 on failure
693  */
694 static int split_node(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path,
695                       int level)
696 {
697         struct tree_buffer *t;
698         struct node *c;
699         struct tree_buffer *split_buffer;
700         struct node *split;
701         int mid;
702         int ret;
703         int wret;
704
705         t = path->nodes[level];
706         c = &t->node;
707         if (t == root->node) {
708                 /* trying to split the root, lets make a new one */
709                 ret = insert_new_root(root, path, level + 1);
710                 if (ret)
711                         return ret;
712         }
713         split_buffer = alloc_free_block(root);
714         split = &split_buffer->node;
715         split->header.flags = c->header.flags;
716         split->header.blocknr = split_buffer->blocknr;
717         split->header.parentid = root->node->node.header.parentid;
718         mid = (c->header.nritems + 1) / 2;
719         memcpy(split->keys, c->keys + mid,
720                 (c->header.nritems - mid) * sizeof(struct key));
721         memcpy(split->blockptrs, c->blockptrs + mid,
722                 (c->header.nritems - mid) * sizeof(u64));
723         split->header.nritems = c->header.nritems - mid;
724         c->header.nritems = mid;
725         ret = 0;
726
727         BUG_ON(list_empty(&t->dirty));
728         wret = insert_ptr(root, path, split->keys, split_buffer->blocknr,
729                           path->slots[level + 1] + 1, level + 1);
730         if (wret)
731                 ret = wret;
732
733         if (path->slots[level] >= mid) {
734                 path->slots[level] -= mid;
735                 tree_block_release(root, t);
736                 path->nodes[level] = split_buffer;
737                 path->slots[level + 1] += 1;
738         } else {
739                 tree_block_release(root, split_buffer);
740         }
741         return ret;
742 }
743
744 /*
745  * how many bytes are required to store the items in a leaf.  start
746  * and nr indicate which items in the leaf to check.  This totals up the
747  * space used both by the item structs and the item data
748  */
749 static int leaf_space_used(struct leaf *l, int start, int nr)
750 {
751         int data_len;
752         int end = start + nr - 1;
753
754         if (!nr)
755                 return 0;
756         data_len = l->items[start].offset + l->items[start].size;
757         data_len = data_len - l->items[end].offset;
758         data_len += sizeof(struct item) * nr;
759         return data_len;
760 }
761
762 /*
763  * push some data in the path leaf to the right, trying to free up at
764  * least data_size bytes.  returns zero if the push worked, nonzero otherwise
765  *
766  * returns 1 if the push failed because the other node didn't have enough
767  * room, 0 if everything worked out and < 0 if there were major errors.
768  */
769 static int push_leaf_right(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path,
770                            int data_size)
771 {
772         struct tree_buffer *left_buf = path->nodes[0];
773         struct leaf *left = &left_buf->leaf;
774         struct leaf *right;
775         struct tree_buffer *right_buf;
776         struct tree_buffer *upper;
777         int slot;
778         int i;
779         int free_space;
780         int push_space = 0;
781         int push_items = 0;
782         struct item *item;
783
784         slot = path->slots[1];
785         if (!path->nodes[1]) {
786                 return 1;
787         }
788         upper = path->nodes[1];
789         if (slot >= upper->node.header.nritems - 1) {
790                 return 1;
791         }
792         right_buf = read_tree_block(root, upper->node.blockptrs[slot + 1]);
793         right = &right_buf->leaf;
794         free_space = leaf_free_space(right);
795         if (free_space < data_size + sizeof(struct item)) {
796                 tree_block_release(root, right_buf);
797                 return 1;
798         }
799         /* cow and double check */
800         btrfs_cow_block(root, right_buf, upper, slot + 1, &right_buf);
801         right = &right_buf->leaf;
802         free_space = leaf_free_space(right);
803         if (free_space < data_size + sizeof(struct item)) {
804                 tree_block_release(root, right_buf);
805                 return 1;
806         }
807
808         for (i = left->header.nritems - 1; i >= 0; i--) {
809                 item = left->items + i;
810                 if (path->slots[0] == i)
811                         push_space += data_size + sizeof(*item);
812                 if (item->size + sizeof(*item) + push_space > free_space)
813                         break;
814                 push_items++;
815                 push_space += item->size + sizeof(*item);
816         }
817         if (push_items == 0) {
818                 tree_block_release(root, right_buf);
819                 return 1;
820         }
821         /* push left to right */
822         push_space = left->items[left->header.nritems - push_items].offset +
823                      left->items[left->header.nritems - push_items].size;
824         push_space -= leaf_data_end(left);
825         /* make room in the right data area */
826         memmove(right->data + leaf_data_end(right) - push_space,
827                 right->data + leaf_data_end(right),
828                 LEAF_DATA_SIZE - leaf_data_end(right));
829         /* copy from the left data area */
830         memcpy(right->data + LEAF_DATA_SIZE - push_space,
831                 left->data + leaf_data_end(left),
832                 push_space);
833         memmove(right->items + push_items, right->items,
834                 right->header.nritems * sizeof(struct item));
835         /* copy the items from left to right */
836         memcpy(right->items, left->items + left->header.nritems - push_items,
837                 push_items * sizeof(struct item));
838
839         /* update the item pointers */
840         right->header.nritems += push_items;
841         push_space = LEAF_DATA_SIZE;
842         for (i = 0; i < right->header.nritems; i++) {
843                 right->items[i].offset = push_space - right->items[i].size;
844                 push_space = right->items[i].offset;
845         }
846         left->header.nritems -= push_items;
847
848         BUG_ON(list_empty(&left_buf->dirty));
849         BUG_ON(list_empty(&right_buf->dirty));
850         memcpy(upper->node.keys + slot + 1,
851                 &right->items[0].key, sizeof(struct key));
852         BUG_ON(list_empty(&upper->dirty));
853
854         /* then fixup the leaf pointer in the path */
855         if (path->slots[0] >= left->header.nritems) {
856                 path->slots[0] -= left->header.nritems;
857                 tree_block_release(root, path->nodes[0]);
858                 path->nodes[0] = right_buf;
859                 path->slots[1] += 1;
860         } else {
861                 tree_block_release(root, right_buf);
862         }
863         return 0;
864 }
865 /*
866  * push some data in the path leaf to the left, trying to free up at
867  * least data_size bytes.  returns zero if the push worked, nonzero otherwise
868  */
869 static int push_leaf_left(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path,
870                           int data_size)
871 {
872         struct tree_buffer *right_buf = path->nodes[0];
873         struct leaf *right = &right_buf->leaf;
874         struct tree_buffer *t;
875         struct leaf *left;
876         int slot;
877         int i;
878         int free_space;
879         int push_space = 0;
880         int push_items = 0;
881         struct item *item;
882         int old_left_nritems;
883         int ret = 0;
884         int wret;
885
886         slot = path->slots[1];
887         if (slot == 0) {
888                 return 1;
889         }
890         if (!path->nodes[1]) {
891                 return 1;
892         }
893         t = read_tree_block(root, path->nodes[1]->node.blockptrs[slot - 1]);
894         left = &t->leaf;
895         free_space = leaf_free_space(left);
896         if (free_space < data_size + sizeof(struct item)) {
897                 tree_block_release(root, t);
898                 return 1;
899         }
900
901         /* cow and double check */
902         btrfs_cow_block(root, t, path->nodes[1], slot - 1, &t);
903         left = &t->leaf;
904         free_space = leaf_free_space(left);
905         if (free_space < data_size + sizeof(struct item)) {
906                 tree_block_release(root, t);
907                 return 1;
908         }
909
910         for (i = 0; i < right->header.nritems; i++) {
911                 item = right->items + i;
912                 if (path->slots[0] == i)
913                         push_space += data_size + sizeof(*item);
914                 if (item->size + sizeof(*item) + push_space > free_space)
915                         break;
916                 push_items++;
917                 push_space += item->size + sizeof(*item);
918         }
919         if (push_items == 0) {
920                 tree_block_release(root, t);
921                 return 1;
922         }
923         /* push data from right to left */
924         memcpy(left->items + left->header.nritems,
925                 right->items, push_items * sizeof(struct item));
926         push_space = LEAF_DATA_SIZE - right->items[push_items -1].offset;
927         memcpy(left->data + leaf_data_end(left) - push_space,
928                 right->data + right->items[push_items - 1].offset,
929                 push_space);
930         old_left_nritems = left->header.nritems;
931         BUG_ON(old_left_nritems < 0);
932
933         for(i = old_left_nritems; i < old_left_nritems + push_items; i++) {
934                 left->items[i].offset -= LEAF_DATA_SIZE -
935                         left->items[old_left_nritems -1].offset;
936         }
937         left->header.nritems += push_items;
938
939         /* fixup right node */
940         push_space = right->items[push_items-1].offset - leaf_data_end(right);
941         memmove(right->data + LEAF_DATA_SIZE - push_space, right->data +
942                 leaf_data_end(right), push_space);
943         memmove(right->items, right->items + push_items,
944                 (right->header.nritems - push_items) * sizeof(struct item));
945         right->header.nritems -= push_items;
946         push_space = LEAF_DATA_SIZE;
947
948         for (i = 0; i < right->header.nritems; i++) {
949                 right->items[i].offset = push_space - right->items[i].size;
950                 push_space = right->items[i].offset;
951         }
952
953         BUG_ON(list_empty(&t->dirty));
954         BUG_ON(list_empty(&right_buf->dirty));
955
956         wret = fixup_low_keys(root, path, &right->items[0].key, 1);
957         if (wret)
958                 ret = wret;
959
960         /* then fixup the leaf pointer in the path */
961         if (path->slots[0] < push_items) {
962                 path->slots[0] += old_left_nritems;
963                 tree_block_release(root, path->nodes[0]);
964                 path->nodes[0] = t;
965                 path->slots[1] -= 1;
966         } else {
967                 tree_block_release(root, t);
968                 path->slots[0] -= push_items;
969         }
970         BUG_ON(path->slots[0] < 0);
971         return ret;
972 }
973
974 /*
975  * split the path's leaf in two, making sure there is at least data_size
976  * available for the resulting leaf level of the path.
977  *
978  * returns 0 if all went well and < 0 on failure.
979  */
980 static int split_leaf(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path,
981                       int data_size)
982 {
983         struct tree_buffer *l_buf;
984         struct leaf *l;
985         int nritems;
986         int mid;
987         int slot;
988         struct leaf *right;
989         struct tree_buffer *right_buffer;
990         int space_needed = data_size + sizeof(struct item);
991         int data_copy_size;
992         int rt_data_off;
993         int i;
994         int ret;
995         int wret;
996
997         wret = push_leaf_left(root, path, data_size);
998         if (wret < 0)
999                 return wret;
1000         if (wret) {
1001                 wret = push_leaf_right(root, path, data_size);
1002                 if (wret < 0)
1003                         return wret;
1004         }
1005
1006         l_buf = path->nodes[0];
1007         l = &l_buf->leaf;
1008
1009         /* did the pushes work? */
1010         if (leaf_free_space(l) >= sizeof(struct item) + data_size)
1011                 return 0;
1012
1013         if (!path->nodes[1]) {
1014                 ret = insert_new_root(root, path, 1);
1015                 if (ret)
1016                         return ret;
1017         }
1018         slot = path->slots[0];
1019         nritems = l->header.nritems;
1020         mid = (nritems + 1)/ 2;
1021
1022         right_buffer = alloc_free_block(root);
1023         BUG_ON(!right_buffer);
1024         BUG_ON(mid == nritems);
1025         right = &right_buffer->leaf;
1026         memset(right, 0, sizeof(*right));
1027         if (mid <= slot) {
1028                 /* FIXME, just alloc a new leaf here */
1029                 if (leaf_space_used(l, mid, nritems - mid) + space_needed >
1030                         LEAF_DATA_SIZE)
1031                         BUG();
1032         } else {
1033                 /* FIXME, just alloc a new leaf here */
1034                 if (leaf_space_used(l, 0, mid + 1) + space_needed >
1035                         LEAF_DATA_SIZE)
1036                         BUG();
1037         }
1038         right->header.nritems = nritems - mid;
1039         right->header.blocknr = right_buffer->blocknr;
1040         right->header.flags = node_level(0);
1041         right->header.parentid = root->node->node.header.parentid;
1042         data_copy_size = l->items[mid].offset + l->items[mid].size -
1043                          leaf_data_end(l);
1044         memcpy(right->items, l->items + mid,
1045                (nritems - mid) * sizeof(struct item));
1046         memcpy(right->data + LEAF_DATA_SIZE - data_copy_size,
1047                l->data + leaf_data_end(l), data_copy_size);
1048         rt_data_off = LEAF_DATA_SIZE -
1049                      (l->items[mid].offset + l->items[mid].size);
1050
1051         for (i = 0; i < right->header.nritems; i++)
1052                 right->items[i].offset += rt_data_off;
1053
1054         l->header.nritems = mid;
1055         ret = 0;
1056         wret = insert_ptr(root, path, &right->items[0].key,
1057                           right_buffer->blocknr, path->slots[1] + 1, 1);
1058         if (wret)
1059                 ret = wret;
1060         BUG_ON(list_empty(&right_buffer->dirty));
1061         BUG_ON(list_empty(&l_buf->dirty));
1062         BUG_ON(path->slots[0] != slot);
1063         if (mid <= slot) {
1064                 tree_block_release(root, path->nodes[0]);
1065                 path->nodes[0] = right_buffer;
1066                 path->slots[0] -= mid;
1067                 path->slots[1] += 1;
1068         } else
1069                 tree_block_release(root, right_buffer);
1070         BUG_ON(path->slots[0] < 0);
1071         return ret;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Given a key and some data, insert an item into the tree.
1076  * This does all the path init required, making room in the tree if needed.
1077  */
1078 int insert_item(struct ctree_root *root, struct key *key,
1079                           void *data, int data_size)
1080 {
1081         int ret = 0;
1082         int slot;
1083         int slot_orig;
1084         struct leaf *leaf;
1085         struct tree_buffer *leaf_buf;
1086         unsigned int nritems;
1087         unsigned int data_end;
1088         struct ctree_path path;
1089
1090         /* create a root if there isn't one */
1091         if (!root->node)
1092                 BUG();
1093         init_path(&path);
1094         ret = search_slot(root, key, &path, data_size, 1);
1095         if (ret == 0) {
1096                 release_path(root, &path);
1097                 return -EEXIST;
1098         }
1099         if (ret < 0)
1100                 goto out;
1101
1102         slot_orig = path.slots[0];
1103         leaf_buf = path.nodes[0];
1104         leaf = &leaf_buf->leaf;
1105
1106         nritems = leaf->header.nritems;
1107         data_end = leaf_data_end(leaf);
1108
1109         if (leaf_free_space(leaf) <  sizeof(struct item) + data_size)
1110                 BUG();
1111
1112         slot = path.slots[0];
1113         BUG_ON(slot < 0);
1114         if (slot != nritems) {
1115                 int i;
1116                 unsigned int old_data = leaf->items[slot].offset +
1117                                         leaf->items[slot].size;
1118
1119                 /*
1120                  * item0..itemN ... dataN.offset..dataN.size .. data0.size
1121                  */
1122                 /* first correct the data pointers */
1123                 for (i = slot; i < nritems; i++)
1124                         leaf->items[i].offset -= data_size;
1125
1126                 /* shift the items */
1127                 memmove(leaf->items + slot + 1, leaf->items + slot,
1128                         (nritems - slot) * sizeof(struct item));
1129
1130                 /* shift the data */
1131                 memmove(leaf->data + data_end - data_size, leaf->data +
1132                         data_end, old_data - data_end);
1133                 data_end = old_data;
1134         }
1135         /* copy the new data in */
1136         memcpy(&leaf->items[slot].key, key, sizeof(struct key));
1137         leaf->items[slot].offset = data_end - data_size;
1138         leaf->items[slot].size = data_size;
1139         memcpy(leaf->data + data_end - data_size, data, data_size);
1140         leaf->header.nritems += 1;
1141
1142         ret = 0;
1143         if (slot == 0)
1144                 ret = fixup_low_keys(root, &path, key, 1);
1145
1146         BUG_ON(list_empty(&leaf_buf->dirty));
1147         if (leaf_free_space(leaf) < 0)
1148                 BUG();
1149         check_leaf(&path, 0);
1150 out:
1151         release_path(root, &path);
1152         return ret;
1153 }
1154
1155 /*
1156  * delete the pointer from a given node.
1157  *
1158  * If the delete empties a node, the node is removed from the tree,
1159  * continuing all the way the root if required.  The root is converted into
1160  * a leaf if all the nodes are emptied.
1161  */
1162 static int del_ptr(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path, int level,
1163                    int slot)
1164 {
1165         struct node *node;
1166         struct tree_buffer *parent = path->nodes[level];
1167         int nritems;
1168         int ret = 0;
1169         int wret;
1170
1171         node = &parent->node;
1172         nritems = node->header.nritems;
1173
1174         if (slot != nritems -1) {
1175                 memmove(node->keys + slot, node->keys + slot + 1,
1176                         sizeof(struct key) * (nritems - slot - 1));
1177                 memmove(node->blockptrs + slot,
1178                         node->blockptrs + slot + 1,
1179                         sizeof(u64) * (nritems - slot - 1));
1180         }
1181         node->header.nritems--;
1182         if (node->header.nritems == 0 && parent == root->node) {
1183                 BUG_ON(node_level(root->node->node.header.flags) != 1);
1184                 /* just turn the root into a leaf and break */
1185                 root->node->node.header.flags = node_level(0);
1186         } else if (slot == 0) {
1187                 wret = fixup_low_keys(root, path, node->keys, level + 1);
1188                 if (wret)
1189                         ret = wret;
1190         }
1191         BUG_ON(list_empty(&parent->dirty));
1192         return ret;
1193 }
1194
1195 /*
1196  * delete the item at the leaf level in path.  If that empties
1197  * the leaf, remove it from the tree
1198  */
1199 int del_item(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path)
1200 {
1201         int slot;
1202         struct leaf *leaf;
1203         struct tree_buffer *leaf_buf;
1204         int doff;
1205         int dsize;
1206         int ret = 0;
1207         int wret;
1208
1209         leaf_buf = path->nodes[0];
1210         leaf = &leaf_buf->leaf;
1211         slot = path->slots[0];
1212         doff = leaf->items[slot].offset;
1213         dsize = leaf->items[slot].size;
1214
1215         if (slot != leaf->header.nritems - 1) {
1216                 int i;
1217                 int data_end = leaf_data_end(leaf);
1218                 memmove(leaf->data + data_end + dsize,
1219                         leaf->data + data_end,
1220                         doff - data_end);
1221                 for (i = slot + 1; i < leaf->header.nritems; i++)
1222                         leaf->items[i].offset += dsize;
1223                 memmove(leaf->items + slot, leaf->items + slot + 1,
1224                         sizeof(struct item) *
1225                         (leaf->header.nritems - slot - 1));
1226         }
1227         leaf->header.nritems -= 1;
1228         /* delete the leaf if we've emptied it */
1229         if (leaf->header.nritems == 0) {
1230                 if (leaf_buf == root->node) {
1231                         leaf->header.flags = node_level(0);
1232                         BUG_ON(list_empty(&leaf_buf->dirty));
1233                 } else {
1234                         clean_tree_block(root, leaf_buf);
1235                         wret = del_ptr(root, path, 1, path->slots[1]);
1236                         if (wret)
1237                                 ret = wret;
1238                         wret = free_extent(root, leaf_buf->blocknr, 1);
1239                         if (wret)
1240                                 ret = wret;
1241                 }
1242         } else {
1243                 int used = leaf_space_used(leaf, 0, leaf->header.nritems);
1244                 if (slot == 0) {
1245                         wret = fixup_low_keys(root, path,
1246                                                    &leaf->items[0].key, 1);
1247                         if (wret)
1248                                 ret = wret;
1249                 }
1250                 BUG_ON(list_empty(&leaf_buf->dirty));
1251
1252                 /* delete the leaf if it is mostly empty */
1253                 if (used < LEAF_DATA_SIZE / 3) {
1254                         /* push_leaf_left fixes the path.
1255                          * make sure the path still points to our leaf
1256                          * for possible call to del_ptr below
1257                          */
1258                         slot = path->slots[1];
1259                         leaf_buf->count++;
1260                         wret = push_leaf_left(root, path, 1);
1261                         if (wret < 0)
1262                                 ret = wret;
1263                         if (path->nodes[0] == leaf_buf &&
1264                             leaf->header.nritems) {
1265                                 wret = push_leaf_right(root, path, 1);
1266                                 if (wret < 0)
1267                                         ret = wret;
1268                         }
1269                         if (leaf->header.nritems == 0) {
1270                                 u64 blocknr = leaf_buf->blocknr;
1271                                 clean_tree_block(root, leaf_buf);
1272                                 wret = del_ptr(root, path, 1, slot);
1273                                 if (wret)
1274                                         ret = wret;
1275                                 tree_block_release(root, leaf_buf);
1276                                 wret = free_extent(root, blocknr, 1);
1277                                 if (wret)
1278                                         ret = wret;
1279                         } else {
1280                                 tree_block_release(root, leaf_buf);
1281                         }
1282                 }
1283         }
1284         return ret;
1285 }
1286
1287 /*
1288  * walk up the tree as far as required to find the next leaf.
1289  * returns 0 if it found something or 1 if there are no greater leaves.
1290  * returns < 0 on io errors.
1291  */
1292 int next_leaf(struct ctree_root *root, struct ctree_path *path)
1293 {
1294         int slot;
1295         int level = 1;
1296         u64 blocknr;
1297         struct tree_buffer *c;
1298         struct tree_buffer *next = NULL;
1299
1300         while(level < MAX_LEVEL) {
1301                 if (!path->nodes[level])
1302                         return 1;
1303                 slot = path->slots[level] + 1;
1304                 c = path->nodes[level];
1305                 if (slot >= c->node.header.nritems) {
1306                         level++;
1307                         continue;
1308                 }
1309                 blocknr = c->node.blockptrs[slot];
1310                 if (next)
1311                         tree_block_release(root, next);
1312                 next = read_tree_block(root, blocknr);
1313                 break;
1314         }
1315         path->slots[level] = slot;
1316         while(1) {
1317                 level--;
1318                 c = path->nodes[level];
1319                 tree_block_release(root, c);
1320                 path->nodes[level] = next;
1321                 path->slots[level] = 0;
1322                 if (!level)
1323                         break;
1324                 next = read_tree_block(root, next->node.blockptrs[0]);
1325         }
1326         return 0;
1327 }
1328
1329