// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2011-2012 Red Hat UK.
 *
 * This file is released under the GPL.
 */

#include "dm-thin-metadata.h"
#include "dm-bio-prison-v1.h"
#include "dm.h"

#include <linux/device-mapper.h>
#include <linux/dm-io.h>
#include <linux/dm-kcopyd.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/log2.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/rculist.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/sort.h>
#include <linux/rbtree.h>

#define DM_MSG_PREFIX "thin"

/*
 * Tunable constants
 */
#define ENDIO_HOOK_POOL_SIZE 1024
#define MAPPING_POOL_SIZE 1024
#define COMMIT_PERIOD HZ
#define NO_SPACE_TIMEOUT_SECS 60

static unsigned int no_space_timeout_secs = NO_SPACE_TIMEOUT_SECS;

DECLARE_DM_KCOPYD_THROTTLE_WITH_MODULE_PARM(snapshot_copy_throttle,
  "A percentage of time allocated for copy on write");

/*
 * The block size of the device holding pool data must be
 * between 64KB and 1GB.
 */
#define DATA_DEV_BLOCK_SIZE_MIN_SECTORS (64 * 1024 >> SECTOR_SHIFT)
#define DATA_DEV_BLOCK_SIZE_MAX_SECTORS (1024 * 1024 * 1024 >> SECTOR_SHIFT)

/*
 * Device id is restricted to 24 bits.
 */
#define MAX_DEV_ID ((1 << 24) - 1)

/*
 * How do we handle breaking sharing of data blocks?
 * =================================================
 *
 * We use a standard copy-on-write btree to store the mappings for the
 * devices (note I'm talking about copy-on-write of the metadata here, not
 * the data).  When you take an internal snapshot you clone the root node
 * of the origin btree.  After this there is no concept of an origin or a
 * snapshot.  They are just two device trees that happen to point to the
 * same data blocks.
 *
 * When we get a write in we decide if it's to a shared data block using
 * some timestamp magic.  If it is, we have to break sharing.
 *
 * Let's say we write to a shared block in what was the origin.  The
 * steps are:
 *
 * i) plug io further to this physical block. (see bio_prison code).
 *
 * ii) quiesce any read io to that shared data block.  Obviously
 * including all devices that share this block.  (see dm_deferred_set code)
 *
 * iii) copy the data block to a newly allocate block.  This step can be
 * missed out if the io covers the block. (schedule_copy).
 *
 * iv) insert the new mapping into the origin's btree
 * (process_prepared_mapping).  This act of inserting breaks some
 * sharing of btree nodes between the two devices.  Breaking sharing only
 * effects the btree of that specific device.  Btrees for the other
 * devices that share the block never change.  The btree for the origin
 * device as it was after the last commit is untouched, ie. we're using
 * persistent data structures in the functional programming sense.
 *
 * v) unplug io to this physical block, including the io that triggered
 * the breaking of sharing.
 *
 * Steps (ii) and (iii) occur in parallel.
 *
 * The metadata _doesn't_ need to be committed before the io continues.  We
 * get away with this because the io is always written to a _new_ block.
 * If there's a crash, then:
 *
 * - The origin mapping will point to the old origin block (the shared
 * one).  This will contain the data as it was before the io that triggered
 * the breaking of sharing came in.
 *
 * - The snap mapping still points to the old block.  As it would after
 * the commit.
 *
 * The downside of this scheme is the timestamp magic isn't perfect, and
 * will continue to think that data block in the snapshot device is shared
 * even after the write to the origin has broken sharing.  I suspect data
 * blocks will typically be shared by many different devices, so we're
 * breaking sharing n + 1 times, rather than n, where n is the number of
 * devices that reference this data block.  At the moment I think the
 * benefits far, far outweigh the disadvantages.
 */

/*----------------------------------------------------------------*/

/*
 * Key building.
 */
enum lock_space {
 VIRTUAL,
 PHYSICAL
};

static bool build_key(struct dm_thin_device *td, enum lock_space ls,
        dm_block_t b, dm_block_t e, struct dm_cell_key *key)
{
 key->virtual = (ls == VIRTUAL);
 key->dev = dm_thin_dev_id(td);
 key->block_begin = b;
 key->block_end = e;

 return dm_cell_key_has_valid_range(key);
}

static void build_data_key(struct dm_thin_device *td, dm_block_t b,
      struct dm_cell_key *key)
{
 (void) build_key(td, PHYSICAL, b, b + 1llu, key);
}

static void build_virtual_key(struct dm_thin_device *td, dm_block_t b,
         struct dm_cell_key *key)
{
 (void) build_key(td, VIRTUAL, b, b + 1llu, key);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

#define THROTTLE_THRESHOLD (1 * HZ)

struct throttle {
 struct rw_semaphore lock;
 unsigned long threshold;
 bool throttle_applied;
};

static void throttle_init(struct throttle *t)
{
 init_rwsem(&t->lock);
 t->throttle_applied = false;
}

static void throttle_work_start(struct throttle *t)
{
 t->threshold = jiffies + THROTTLE_THRESHOLD;
}

static void throttle_work_update(struct throttle *t)
{
 if (!t->throttle_applied && time_is_before_jiffies(t->threshold)) {
  down_write(&t->lock);
  t->throttle_applied = true;
 }
}

static void throttle_work_complete(struct throttle *t)
{
 if (t->throttle_applied) {
  t->throttle_applied = false;
  up_write(&t->lock);
 }
}

static void throttle_lock(struct throttle *t)
{
 down_read(&t->lock);
}

static void throttle_unlock(struct throttle *t)
{
 up_read(&t->lock);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

/*
 * A pool device ties together a metadata device and a data device.  It
 * also provides the interface for creating and destroying internal
 * devices.
 */
struct dm_thin_new_mapping;

/*
 * The pool runs in various modes.  Ordered in degraded order for comparisons.
 */
enum pool_mode {
 PM_WRITE,  /* metadata may be changed */
 PM_OUT_OF_DATA_SPACE, /* metadata may be changed, though data may not be allocated */

 /*
 * Like READ_ONLY, except may switch back to WRITE on metadata resize. Reported as READ_ONLY.
 */
 PM_OUT_OF_METADATA_SPACE,
 PM_READ_ONLY,  /* metadata may not be changed */

 PM_FAIL,  /* all I/O fails */
};

struct pool_features {
 enum pool_mode mode;

 bool zero_new_blocks:1;
 bool discard_enabled:1;
 bool discard_passdown:1;
 bool error_if_no_space:1;
};

struct thin_c;
typedef void (*process_bio_fn)(struct thin_c *tc, struct bio *bio);
typedef void (*process_cell_fn)(struct thin_c *tc, struct dm_bio_prison_cell *cell);
typedef void (*process_mapping_fn)(struct dm_thin_new_mapping *m);

#define CELL_SORT_ARRAY_SIZE 8192

struct pool {
 struct list_head list;
 struct dm_target *ti; /* Only set if a pool target is bound */

 struct mapped_device *pool_md;
 struct block_device *data_dev;
 struct block_device *md_dev;
 struct dm_pool_metadata *pmd;

 dm_block_t low_water_blocks;
 uint32_t sectors_per_block;
 int sectors_per_block_shift;

 struct pool_features pf;
 bool low_water_triggered:1; /* A dm event has been sent */
 bool suspended:1;
 bool out_of_data_space:1;

 struct dm_bio_prison *prison;
 struct dm_kcopyd_client *copier;

 struct work_struct worker;
 struct workqueue_struct *wq;
 struct throttle throttle;
 struct delayed_work waker;
 struct delayed_work no_space_timeout;

 unsigned long last_commit_jiffies;
 unsigned int ref_count;

 spinlock_t lock;
 struct bio_list deferred_flush_bios;
 struct bio_list deferred_flush_completions;
 struct list_head prepared_mappings;
 struct list_head prepared_discards;
 struct list_head prepared_discards_pt2;
 struct list_head active_thins;

 struct dm_deferred_set *shared_read_ds;
 struct dm_deferred_set *all_io_ds;

 struct dm_thin_new_mapping *next_mapping;

 process_bio_fn process_bio;
 process_bio_fn process_discard;

 process_cell_fn process_cell;
 process_cell_fn process_discard_cell;

 process_mapping_fn process_prepared_mapping;
 process_mapping_fn process_prepared_discard;
 process_mapping_fn process_prepared_discard_pt2;

 struct dm_bio_prison_cell **cell_sort_array;

 mempool_t mapping_pool;
};

static void metadata_operation_failed(struct pool *pool, const char *op, int r);

static enum pool_mode get_pool_mode(struct pool *pool)
{
 return pool->pf.mode;
}

static void notify_of_pool_mode_change(struct pool *pool)
{
 static const char *descs[] = {
  "write",
  "out-of-data-space",
  "read-only",
  "read-only",
  "fail"
 };
 const char *extra_desc = NULL;
 enum pool_mode mode = get_pool_mode(pool);

 if (mode == PM_OUT_OF_DATA_SPACE) {
  if (!pool->pf.error_if_no_space)
   extra_desc = " (queue IO)";
  else
   extra_desc = " (error IO)";
 }

 dm_table_event(pool->ti->table);
 DMINFO("%s: switching pool to %s%s mode",
        dm_device_name(pool->pool_md),
        descs[(int)mode], extra_desc ? : "");
}

/*
 * Target context for a pool.
 */
struct pool_c {
 struct dm_target *ti;
 struct pool *pool;
 struct dm_dev *data_dev;
 struct dm_dev *metadata_dev;

 dm_block_t low_water_blocks;
 struct pool_features requested_pf; /* Features requested during table load */
 struct pool_features adjusted_pf;  /* Features used after adjusting for constituent devices */
};

/*
 * Target context for a thin.
 */
struct thin_c {
 struct list_head list;
 struct dm_dev *pool_dev;
 struct dm_dev *origin_dev;
 sector_t origin_size;
 dm_thin_id dev_id;

 struct pool *pool;
 struct dm_thin_device *td;
 struct mapped_device *thin_md;

 bool requeue_mode:1;
 spinlock_t lock;
 struct list_head deferred_cells;
 struct bio_list deferred_bio_list;
 struct bio_list retry_on_resume_list;
 struct rb_root sort_bio_list; /* sorted list of deferred bios */

 /*
 * Ensures the thin is not destroyed until the worker has finished
 * iterating the active_thins list.
 */
 refcount_t refcount;
 struct completion can_destroy;
};

/*----------------------------------------------------------------*/

static bool block_size_is_power_of_two(struct pool *pool)
{
 return pool->sectors_per_block_shift >= 0;
}

static sector_t block_to_sectors(struct pool *pool, dm_block_t b)
{
 return block_size_is_power_of_two(pool) ?
  (b << pool->sectors_per_block_shift) :
  (b * pool->sectors_per_block);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

struct discard_op {
 struct thin_c *tc;
 struct blk_plug plug;
 struct bio *parent_bio;
 struct bio *bio;
};

static void begin_discard(struct discard_op *op, struct thin_c *tc, struct bio *parent)
{
 BUG_ON(!parent);

 op->tc = tc;
 blk_start_plug(&op->plug);
 op->parent_bio = parent;
 op->bio = NULL;
}

static int issue_discard(struct discard_op *op, dm_block_t data_b, dm_block_t data_e)
{
 struct thin_c *tc = op->tc;
 sector_t s = block_to_sectors(tc->pool, data_b);
 sector_t len = block_to_sectors(tc->pool, data_e - data_b);

 return __blkdev_issue_discard(tc->pool_dev->bdev, s, len, GFP_NOIO, &op->bio);
}

static void end_discard(struct discard_op *op, int r)
{
 if (op->bio) {
  /*
 * Even if one of the calls to issue_discard failed, we
 * need to wait for the chain to complete.
 */
  bio_chain(op->bio, op->parent_bio);
  op->bio->bi_opf = REQ_OP_DISCARD;
  submit_bio(op->bio);
 }

 blk_finish_plug(&op->plug);

 /*
 * Even if r is set, there could be sub discards in flight that we
 * need to wait for.
 */
 if (r && !op->parent_bio->bi_status)
  op->parent_bio->bi_status = errno_to_blk_status(r);
 bio_endio(op->parent_bio);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

/*
 * wake_worker() is used when new work is queued and when pool_resume is
 * ready to continue deferred IO processing.
 */
static void wake_worker(struct pool *pool)
{
 queue_work(pool->wq, &pool->worker);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

static int bio_detain(struct pool *pool, struct dm_cell_key *key, struct bio *bio,
        struct dm_bio_prison_cell **cell_result)
{
 int r;
 struct dm_bio_prison_cell *cell_prealloc;

 /*
 * Allocate a cell from the prison's mempool.
 * This might block but it can't fail.
 */
 cell_prealloc = dm_bio_prison_alloc_cell(pool->prison, GFP_NOIO);

 r = dm_bio_detain(pool->prison, key, bio, cell_prealloc, cell_result);
 if (r) {
  /*
 * We reused an old cell; we can get rid of
 * the new one.
 */
  dm_bio_prison_free_cell(pool->prison, cell_prealloc);
 }

 return r;
}

static void cell_release(struct pool *pool,
    struct dm_bio_prison_cell *cell,
    struct bio_list *bios)
{
 dm_cell_release(pool->prison, cell, bios);
 dm_bio_prison_free_cell(pool->prison, cell);
}

static void cell_visit_release(struct pool *pool,
          void (*fn)(void *, struct dm_bio_prison_cell *),
          void *context,
          struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 dm_cell_visit_release(pool->prison, fn, context, cell);
 dm_bio_prison_free_cell(pool->prison, cell);
}

static void cell_release_no_holder(struct pool *pool,
       struct dm_bio_prison_cell *cell,
       struct bio_list *bios)
{
 dm_cell_release_no_holder(pool->prison, cell, bios);
 dm_bio_prison_free_cell(pool->prison, cell);
}

static void cell_error_with_code(struct pool *pool,
  struct dm_bio_prison_cell *cell, blk_status_t error_code)
{
 dm_cell_error(pool->prison, cell, error_code);
 dm_bio_prison_free_cell(pool->prison, cell);
}

static blk_status_t get_pool_io_error_code(struct pool *pool)
{
 return pool->out_of_data_space ? BLK_STS_NOSPC : BLK_STS_IOERR;
}

static void cell_error(struct pool *pool, struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 cell_error_with_code(pool, cell, get_pool_io_error_code(pool));
}

static void cell_success(struct pool *pool, struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 cell_error_with_code(pool, cell, 0);
}

static void cell_requeue(struct pool *pool, struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 cell_error_with_code(pool, cell, BLK_STS_DM_REQUEUE);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

/*
 * A global list of pools that uses a struct mapped_device as a key.
 */
static struct dm_thin_pool_table {
 struct mutex mutex;
 struct list_head pools;
} dm_thin_pool_table;

static void pool_table_init(void)
{
 mutex_init(&dm_thin_pool_table.mutex);
 INIT_LIST_HEAD(&dm_thin_pool_table.pools);
}

static void pool_table_exit(void)
{
 mutex_destroy(&dm_thin_pool_table.mutex);
}

static void __pool_table_insert(struct pool *pool)
{
 BUG_ON(!mutex_is_locked(&dm_thin_pool_table.mutex));
 list_add(&pool->list, &dm_thin_pool_table.pools);
}

static void __pool_table_remove(struct pool *pool)
{
 BUG_ON(!mutex_is_locked(&dm_thin_pool_table.mutex));
 list_del(&pool->list);
}

static struct pool *__pool_table_lookup(struct mapped_device *md)
{
 struct pool *pool = NULL, *tmp;

 BUG_ON(!mutex_is_locked(&dm_thin_pool_table.mutex));

 list_for_each_entry(tmp, &dm_thin_pool_table.pools, list) {
  if (tmp->pool_md == md) {
   pool = tmp;
   break;
  }
 }

 return pool;
}

static struct pool *__pool_table_lookup_metadata_dev(struct block_device *md_dev)
{
 struct pool *pool = NULL, *tmp;

 BUG_ON(!mutex_is_locked(&dm_thin_pool_table.mutex));

 list_for_each_entry(tmp, &dm_thin_pool_table.pools, list) {
  if (tmp->md_dev == md_dev) {
   pool = tmp;
   break;
  }
 }

 return pool;
}

/*----------------------------------------------------------------*/

struct dm_thin_endio_hook {
 struct thin_c *tc;
 struct dm_deferred_entry *shared_read_entry;
 struct dm_deferred_entry *all_io_entry;
 struct dm_thin_new_mapping *overwrite_mapping;
 struct rb_node rb_node;
 struct dm_bio_prison_cell *cell;
};

static void error_bio_list(struct bio_list *bios, blk_status_t error)
{
 struct bio *bio;

 while ((bio = bio_list_pop(bios))) {
  bio->bi_status = error;
  bio_endio(bio);
 }
}

static void error_thin_bio_list(struct thin_c *tc, struct bio_list *master,
  blk_status_t error)
{
 struct bio_list bios;

 bio_list_init(&bios);

 spin_lock_irq(&tc->lock);
 bio_list_merge_init(&bios, master);
 spin_unlock_irq(&tc->lock);

 error_bio_list(&bios, error);
}

static void requeue_deferred_cells(struct thin_c *tc)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct list_head cells;
 struct dm_bio_prison_cell *cell, *tmp;

 INIT_LIST_HEAD(&cells);

 spin_lock_irq(&tc->lock);
 list_splice_init(&tc->deferred_cells, &cells);
 spin_unlock_irq(&tc->lock);

 list_for_each_entry_safe(cell, tmp, &cells, user_list)
  cell_requeue(pool, cell);
}

static void requeue_io(struct thin_c *tc)
{
 struct bio_list bios;

 bio_list_init(&bios);

 spin_lock_irq(&tc->lock);
 bio_list_merge_init(&bios, &tc->deferred_bio_list);
 bio_list_merge_init(&bios, &tc->retry_on_resume_list);
 spin_unlock_irq(&tc->lock);

 error_bio_list(&bios, BLK_STS_DM_REQUEUE);
 requeue_deferred_cells(tc);
}

static void error_retry_list_with_code(struct pool *pool, blk_status_t error)
{
 struct thin_c *tc;

 rcu_read_lock();
 list_for_each_entry_rcu(tc, &pool->active_thins, list)
  error_thin_bio_list(tc, &tc->retry_on_resume_list, error);
 rcu_read_unlock();
}

static void error_retry_list(struct pool *pool)
{
 error_retry_list_with_code(pool, get_pool_io_error_code(pool));
}

/*
 * This section of code contains the logic for processing a thin device's IO.
 * Much of the code depends on pool object resources (lists, workqueues, etc)
 * but most is exclusively called from the thin target rather than the thin-pool
 * target.
 */

static dm_block_t get_bio_block(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 sector_t block_nr = bio->bi_iter.bi_sector;

 if (block_size_is_power_of_two(pool))
  block_nr >>= pool->sectors_per_block_shift;
 else
  (void) sector_div(block_nr, pool->sectors_per_block);

 return block_nr;
}

/*
 * Returns the _complete_ blocks that this bio covers.
 */
static void get_bio_block_range(struct thin_c *tc, struct bio *bio,
    dm_block_t *begin, dm_block_t *end)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 sector_t b = bio->bi_iter.bi_sector;
 sector_t e = b + (bio->bi_iter.bi_size >> SECTOR_SHIFT);

 b += pool->sectors_per_block - 1ull; /* so we round up */

 if (block_size_is_power_of_two(pool)) {
  b >>= pool->sectors_per_block_shift;
  e >>= pool->sectors_per_block_shift;
 } else {
  (void) sector_div(b, pool->sectors_per_block);
  (void) sector_div(e, pool->sectors_per_block);
 }

 if (e < b) {
  /* Can happen if the bio is within a single block. */
  e = b;
 }

 *begin = b;
 *end = e;
}

static void remap(struct thin_c *tc, struct bio *bio, dm_block_t block)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 sector_t bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector;

 bio_set_dev(bio, tc->pool_dev->bdev);
 if (block_size_is_power_of_two(pool)) {
  bio->bi_iter.bi_sector =
   (block << pool->sectors_per_block_shift) |
   (bi_sector & (pool->sectors_per_block - 1));
 } else {
  bio->bi_iter.bi_sector = (block * pool->sectors_per_block) +
     sector_div(bi_sector, pool->sectors_per_block);
 }
}

static void remap_to_origin(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 bio_set_dev(bio, tc->origin_dev->bdev);
}

static int bio_triggers_commit(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 return op_is_flush(bio->bi_opf) &&
  dm_thin_changed_this_transaction(tc->td);
}

static void inc_all_io_entry(struct pool *pool, struct bio *bio)
{
 struct dm_thin_endio_hook *h;

 if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
  return;

 h = dm_per_bio_data(bio, sizeof(struct dm_thin_endio_hook));
 h->all_io_entry = dm_deferred_entry_inc(pool->all_io_ds);
}

static void issue(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 struct pool *pool = tc->pool;

 if (!bio_triggers_commit(tc, bio)) {
  dm_submit_bio_remap(bio, NULL);
  return;
 }

 /*
 * Complete bio with an error if earlier I/O caused changes to
 * the metadata that can't be committed e.g, due to I/O errors
 * on the metadata device.
 */
 if (dm_thin_aborted_changes(tc->td)) {
  bio_io_error(bio);
  return;
 }

 /*
 * Batch together any bios that trigger commits and then issue a
 * single commit for them in process_deferred_bios().
 */
 spin_lock_irq(&pool->lock);
 bio_list_add(&pool->deferred_flush_bios, bio);
 spin_unlock_irq(&pool->lock);
}

static void remap_to_origin_and_issue(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 remap_to_origin(tc, bio);
 issue(tc, bio);
}

static void remap_and_issue(struct thin_c *tc, struct bio *bio,
       dm_block_t block)
{
 remap(tc, bio, block);
 issue(tc, bio);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

/*
 * Bio endio functions.
 */
struct dm_thin_new_mapping {
 struct list_head list;

 bool pass_discard:1;
 bool maybe_shared:1;

 /*
 * Track quiescing, copying and zeroing preparation actions.  When this
 * counter hits zero the block is prepared and can be inserted into the
 * btree.
 */
 atomic_t prepare_actions;

 blk_status_t status;
 struct thin_c *tc;
 dm_block_t virt_begin, virt_end;
 dm_block_t data_block;
 struct dm_bio_prison_cell *cell;

 /*
 * If the bio covers the whole area of a block then we can avoid
 * zeroing or copying.  Instead this bio is hooked.  The bio will
 * still be in the cell, so care has to be taken to avoid issuing
 * the bio twice.
 */
 struct bio *bio;
 bio_end_io_t *saved_bi_end_io;
};

static void __complete_mapping_preparation(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 struct pool *pool = m->tc->pool;

 if (atomic_dec_and_test(&m->prepare_actions)) {
  list_add_tail(&m->list, &pool->prepared_mappings);
  wake_worker(pool);
 }
}

static void complete_mapping_preparation(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 unsigned long flags;
 struct pool *pool = m->tc->pool;

 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
 __complete_mapping_preparation(m);
 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
}

static void copy_complete(int read_err, unsigned long write_err, void *context)
{
 struct dm_thin_new_mapping *m = context;

 m->status = read_err || write_err ? BLK_STS_IOERR : 0;
 complete_mapping_preparation(m);
}

static void overwrite_endio(struct bio *bio)
{
 struct dm_thin_endio_hook *h = dm_per_bio_data(bio, sizeof(struct dm_thin_endio_hook));
 struct dm_thin_new_mapping *m = h->overwrite_mapping;

 bio->bi_end_io = m->saved_bi_end_io;

 m->status = bio->bi_status;
 complete_mapping_preparation(m);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

/*
 * Workqueue.
 */

/*
 * Prepared mapping jobs.
 */

/*
 * This sends the bios in the cell, except the original holder, back
 * to the deferred_bios list.
 */
static void cell_defer_no_holder(struct thin_c *tc, struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 unsigned long flags;
 struct bio_list bios;

 bio_list_init(&bios);
 cell_release_no_holder(pool, cell, &bios);

 if (!bio_list_empty(&bios)) {
  spin_lock_irqsave(&tc->lock, flags);
  bio_list_merge(&tc->deferred_bio_list, &bios);
  spin_unlock_irqrestore(&tc->lock, flags);
  wake_worker(pool);
 }
}

static void thin_defer_bio(struct thin_c *tc, struct bio *bio);

struct remap_info {
 struct thin_c *tc;
 struct bio_list defer_bios;
 struct bio_list issue_bios;
};

static void __inc_remap_and_issue_cell(void *context,
           struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 struct remap_info *info = context;
 struct bio *bio;

 while ((bio = bio_list_pop(&cell->bios))) {
  if (op_is_flush(bio->bi_opf) || bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
   bio_list_add(&info->defer_bios, bio);
  else {
   inc_all_io_entry(info->tc->pool, bio);

   /*
 * We can't issue the bios with the bio prison lock
 * held, so we add them to a list to issue on
 * return from this function.
 */
   bio_list_add(&info->issue_bios, bio);
  }
 }
}

static void inc_remap_and_issue_cell(struct thin_c *tc,
         struct dm_bio_prison_cell *cell,
         dm_block_t block)
{
 struct bio *bio;
 struct remap_info info;

 info.tc = tc;
 bio_list_init(&info.defer_bios);
 bio_list_init(&info.issue_bios);

 /*
 * We have to be careful to inc any bios we're about to issue
 * before the cell is released, and avoid a race with new bios
 * being added to the cell.
 */
 cell_visit_release(tc->pool, __inc_remap_and_issue_cell,
      &info, cell);

 while ((bio = bio_list_pop(&info.defer_bios)))
  thin_defer_bio(tc, bio);

 while ((bio = bio_list_pop(&info.issue_bios)))
  remap_and_issue(info.tc, bio, block);
}

static void process_prepared_mapping_fail(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 cell_error(m->tc->pool, m->cell);
 list_del(&m->list);
 mempool_free(m, &m->tc->pool->mapping_pool);
}

static void complete_overwrite_bio(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 struct pool *pool = tc->pool;

 /*
 * If the bio has the REQ_FUA flag set we must commit the metadata
 * before signaling its completion.
 */
 if (!bio_triggers_commit(tc, bio)) {
  bio_endio(bio);
  return;
 }

 /*
 * Complete bio with an error if earlier I/O caused changes to the
 * metadata that can't be committed, e.g, due to I/O errors on the
 * metadata device.
 */
 if (dm_thin_aborted_changes(tc->td)) {
  bio_io_error(bio);
  return;
 }

 /*
 * Batch together any bios that trigger commits and then issue a
 * single commit for them in process_deferred_bios().
 */
 spin_lock_irq(&pool->lock);
 bio_list_add(&pool->deferred_flush_completions, bio);
 spin_unlock_irq(&pool->lock);
}

static void process_prepared_mapping(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 struct thin_c *tc = m->tc;
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct bio *bio = m->bio;
 int r;

 if (m->status) {
  cell_error(pool, m->cell);
  goto out;
 }

 /*
 * Commit the prepared block into the mapping btree.
 * Any I/O for this block arriving after this point will get
 * remapped to it directly.
 */
 r = dm_thin_insert_block(tc->td, m->virt_begin, m->data_block);
 if (r) {
  metadata_operation_failed(pool, "dm_thin_insert_block", r);
  cell_error(pool, m->cell);
  goto out;
 }

 /*
 * Release any bios held while the block was being provisioned.
 * If we are processing a write bio that completely covers the block,
 * we already processed it so can ignore it now when processing
 * the bios in the cell.
 */
 if (bio) {
  inc_remap_and_issue_cell(tc, m->cell, m->data_block);
  complete_overwrite_bio(tc, bio);
 } else {
  inc_all_io_entry(tc->pool, m->cell->holder);
  remap_and_issue(tc, m->cell->holder, m->data_block);
  inc_remap_and_issue_cell(tc, m->cell, m->data_block);
 }

out:
 list_del(&m->list);
 mempool_free(m, &pool->mapping_pool);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

static void free_discard_mapping(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 struct thin_c *tc = m->tc;

 if (m->cell)
  cell_defer_no_holder(tc, m->cell);
 mempool_free(m, &tc->pool->mapping_pool);
}

static void process_prepared_discard_fail(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 bio_io_error(m->bio);
 free_discard_mapping(m);
}

static void process_prepared_discard_success(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 bio_endio(m->bio);
 free_discard_mapping(m);
}

static void process_prepared_discard_no_passdown(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 int r;
 struct thin_c *tc = m->tc;

 r = dm_thin_remove_range(tc->td, m->cell->key.block_begin, m->cell->key.block_end);
 if (r) {
  metadata_operation_failed(tc->pool, "dm_thin_remove_range", r);
  bio_io_error(m->bio);
 } else
  bio_endio(m->bio);

 cell_defer_no_holder(tc, m->cell);
 mempool_free(m, &tc->pool->mapping_pool);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

static void passdown_double_checking_shared_status(struct dm_thin_new_mapping *m,
         struct bio *discard_parent)
{
 /*
 * We've already unmapped this range of blocks, but before we
 * passdown we have to check that these blocks are now unused.
 */
 int r = 0;
 bool shared = true;
 struct thin_c *tc = m->tc;
 struct pool *pool = tc->pool;
 dm_block_t b = m->data_block, e, end = m->data_block + m->virt_end - m->virt_begin;
 struct discard_op op;

 begin_discard(&op, tc, discard_parent);
 while (b != end) {
  /* find start of unmapped run */
  for (; b < end; b++) {
   r = dm_pool_block_is_shared(pool->pmd, b, &shared);
   if (r)
    goto out;

   if (!shared)
    break;
  }

  if (b == end)
   break;

  /* find end of run */
  for (e = b + 1; e != end; e++) {
   r = dm_pool_block_is_shared(pool->pmd, e, &shared);
   if (r)
    goto out;

   if (shared)
    break;
  }

  r = issue_discard(&op, b, e);
  if (r)
   goto out;

  b = e;
 }
out:
 end_discard(&op, r);
}

static void queue_passdown_pt2(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 unsigned long flags;
 struct pool *pool = m->tc->pool;

 spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
 list_add_tail(&m->list, &pool->prepared_discards_pt2);
 spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
 wake_worker(pool);
}

static void passdown_endio(struct bio *bio)
{
 /*
 * It doesn't matter if the passdown discard failed, we still want
 * to unmap (we ignore err).
 */
 queue_passdown_pt2(bio->bi_private);
 bio_put(bio);
}

static void process_prepared_discard_passdown_pt1(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 int r;
 struct thin_c *tc = m->tc;
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct bio *discard_parent;
 dm_block_t data_end = m->data_block + (m->virt_end - m->virt_begin);

 /*
 * Only this thread allocates blocks, so we can be sure that the
 * newly unmapped blocks will not be allocated before the end of
 * the function.
 */
 r = dm_thin_remove_range(tc->td, m->virt_begin, m->virt_end);
 if (r) {
  metadata_operation_failed(pool, "dm_thin_remove_range", r);
  bio_io_error(m->bio);
  cell_defer_no_holder(tc, m->cell);
  mempool_free(m, &pool->mapping_pool);
  return;
 }

 /*
 * Increment the unmapped blocks.  This prevents a race between the
 * passdown io and reallocation of freed blocks.
 */
 r = dm_pool_inc_data_range(pool->pmd, m->data_block, data_end);
 if (r) {
  metadata_operation_failed(pool, "dm_pool_inc_data_range", r);
  bio_io_error(m->bio);
  cell_defer_no_holder(tc, m->cell);
  mempool_free(m, &pool->mapping_pool);
  return;
 }

 discard_parent = bio_alloc(NULL, 1, 0, GFP_NOIO);
 discard_parent->bi_end_io = passdown_endio;
 discard_parent->bi_private = m;
 if (m->maybe_shared)
  passdown_double_checking_shared_status(m, discard_parent);
 else {
  struct discard_op op;

  begin_discard(&op, tc, discard_parent);
  r = issue_discard(&op, m->data_block, data_end);
  end_discard(&op, r);
 }
}

static void process_prepared_discard_passdown_pt2(struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 int r;
 struct thin_c *tc = m->tc;
 struct pool *pool = tc->pool;

 /*
 * The passdown has completed, so now we can decrement all those
 * unmapped blocks.
 */
 r = dm_pool_dec_data_range(pool->pmd, m->data_block,
       m->data_block + (m->virt_end - m->virt_begin));
 if (r) {
  metadata_operation_failed(pool, "dm_pool_dec_data_range", r);
  bio_io_error(m->bio);
 } else
  bio_endio(m->bio);

 cell_defer_no_holder(tc, m->cell);
 mempool_free(m, &pool->mapping_pool);
}

static void process_prepared(struct pool *pool, struct list_head *head,
        process_mapping_fn *fn)
{
 struct list_head maps;
 struct dm_thin_new_mapping *m, *tmp;

 INIT_LIST_HEAD(&maps);
 spin_lock_irq(&pool->lock);
 list_splice_init(head, &maps);
 spin_unlock_irq(&pool->lock);

 list_for_each_entry_safe(m, tmp, &maps, list)
  (*fn)(m);
}

/*
 * Deferred bio jobs.
 */
static int io_overlaps_block(struct pool *pool, struct bio *bio)
{
 return bio->bi_iter.bi_size ==
  (pool->sectors_per_block << SECTOR_SHIFT);
}

static int io_overwrites_block(struct pool *pool, struct bio *bio)
{
 return (bio_data_dir(bio) == WRITE) &&
  io_overlaps_block(pool, bio);
}

static void save_and_set_endio(struct bio *bio, bio_end_io_t **save,
          bio_end_io_t *fn)
{
 *save = bio->bi_end_io;
 bio->bi_end_io = fn;
}

static int ensure_next_mapping(struct pool *pool)
{
 if (pool->next_mapping)
  return 0;

 pool->next_mapping = mempool_alloc(&pool->mapping_pool, GFP_ATOMIC);

 return pool->next_mapping ? 0 : -ENOMEM;
}

static struct dm_thin_new_mapping *get_next_mapping(struct pool *pool)
{
 struct dm_thin_new_mapping *m = pool->next_mapping;

 BUG_ON(!pool->next_mapping);

 memset(m, 0, sizeof(struct dm_thin_new_mapping));
 INIT_LIST_HEAD(&m->list);
 m->bio = NULL;

 pool->next_mapping = NULL;

 return m;
}

static void ll_zero(struct thin_c *tc, struct dm_thin_new_mapping *m,
      sector_t begin, sector_t end)
{
 struct dm_io_region to;

 to.bdev = tc->pool_dev->bdev;
 to.sector = begin;
 to.count = end - begin;

 dm_kcopyd_zero(tc->pool->copier, 1, &to, 0, copy_complete, m);
}

static void remap_and_issue_overwrite(struct thin_c *tc, struct bio *bio,
          dm_block_t data_begin,
          struct dm_thin_new_mapping *m)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct dm_thin_endio_hook *h = dm_per_bio_data(bio, sizeof(struct dm_thin_endio_hook));

 h->overwrite_mapping = m;
 m->bio = bio;
 save_and_set_endio(bio, &m->saved_bi_end_io, overwrite_endio);
 inc_all_io_entry(pool, bio);
 remap_and_issue(tc, bio, data_begin);
}

/*
 * A partial copy also needs to zero the uncopied region.
 */
static void schedule_copy(struct thin_c *tc, dm_block_t virt_block,
     struct dm_dev *origin, dm_block_t data_origin,
     dm_block_t data_dest,
     struct dm_bio_prison_cell *cell, struct bio *bio,
     sector_t len)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct dm_thin_new_mapping *m = get_next_mapping(pool);

 m->tc = tc;
 m->virt_begin = virt_block;
 m->virt_end = virt_block + 1u;
 m->data_block = data_dest;
 m->cell = cell;

 /*
 * quiesce action + copy action + an extra reference held for the
 * duration of this function (we may need to inc later for a
 * partial zero).
 */
 atomic_set(&m->prepare_actions, 3);

 if (!dm_deferred_set_add_work(pool->shared_read_ds, &m->list))
  complete_mapping_preparation(m); /* already quiesced */

 /*
 * IO to pool_dev remaps to the pool target's data_dev.
 *
 * If the whole block of data is being overwritten, we can issue the
 * bio immediately. Otherwise we use kcopyd to clone the data first.
 */
 if (io_overwrites_block(pool, bio))
  remap_and_issue_overwrite(tc, bio, data_dest, m);
 else {
  struct dm_io_region from, to;

  from.bdev = origin->bdev;
  from.sector = data_origin * pool->sectors_per_block;
  from.count = len;

  to.bdev = tc->pool_dev->bdev;
  to.sector = data_dest * pool->sectors_per_block;
  to.count = len;

  dm_kcopyd_copy(pool->copier, &from, 1, &to,
          0, copy_complete, m);

  /*
 * Do we need to zero a tail region?
 */
  if (len < pool->sectors_per_block && pool->pf.zero_new_blocks) {
   atomic_inc(&m->prepare_actions);
   ll_zero(tc, m,
    data_dest * pool->sectors_per_block + len,
    (data_dest + 1) * pool->sectors_per_block);
  }
 }

 complete_mapping_preparation(m); /* drop our ref */
}

static void schedule_internal_copy(struct thin_c *tc, dm_block_t virt_block,
       dm_block_t data_origin, dm_block_t data_dest,
       struct dm_bio_prison_cell *cell, struct bio *bio)
{
 schedule_copy(tc, virt_block, tc->pool_dev,
        data_origin, data_dest, cell, bio,
        tc->pool->sectors_per_block);
}

static void schedule_zero(struct thin_c *tc, dm_block_t virt_block,
     dm_block_t data_block, struct dm_bio_prison_cell *cell,
     struct bio *bio)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct dm_thin_new_mapping *m = get_next_mapping(pool);

 atomic_set(&m->prepare_actions, 1); /* no need to quiesce */
 m->tc = tc;
 m->virt_begin = virt_block;
 m->virt_end = virt_block + 1u;
 m->data_block = data_block;
 m->cell = cell;

 /*
 * If the whole block of data is being overwritten or we are not
 * zeroing pre-existing data, we can issue the bio immediately.
 * Otherwise we use kcopyd to zero the data first.
 */
 if (pool->pf.zero_new_blocks) {
  if (io_overwrites_block(pool, bio))
   remap_and_issue_overwrite(tc, bio, data_block, m);
  else {
   ll_zero(tc, m, data_block * pool->sectors_per_block,
    (data_block + 1) * pool->sectors_per_block);
  }
 } else
  process_prepared_mapping(m);
}

static void schedule_external_copy(struct thin_c *tc, dm_block_t virt_block,
       dm_block_t data_dest,
       struct dm_bio_prison_cell *cell, struct bio *bio)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 sector_t virt_block_begin = virt_block * pool->sectors_per_block;
 sector_t virt_block_end = (virt_block + 1) * pool->sectors_per_block;

 if (virt_block_end <= tc->origin_size) {
  schedule_copy(tc, virt_block, tc->origin_dev,
         virt_block, data_dest, cell, bio,
         pool->sectors_per_block);

 } else if (virt_block_begin < tc->origin_size) {
  schedule_copy(tc, virt_block, tc->origin_dev,
         virt_block, data_dest, cell, bio,
         tc->origin_size - virt_block_begin);

 } else
  schedule_zero(tc, virt_block, data_dest, cell, bio);
}

static void set_pool_mode(struct pool *pool, enum pool_mode new_mode);

static void requeue_bios(struct pool *pool);

static bool is_read_only_pool_mode(enum pool_mode mode)
{
 return (mode == PM_OUT_OF_METADATA_SPACE || mode == PM_READ_ONLY);
}

static bool is_read_only(struct pool *pool)
{
 return is_read_only_pool_mode(get_pool_mode(pool));
}

static void check_for_metadata_space(struct pool *pool)
{
 int r;
 const char *ooms_reason = NULL;
 dm_block_t nr_free;

 r = dm_pool_get_free_metadata_block_count(pool->pmd, &nr_free);
 if (r)
  ooms_reason = "Could not get free metadata blocks";
 else if (!nr_free)
  ooms_reason = "No free metadata blocks";

 if (ooms_reason && !is_read_only(pool)) {
  DMERR("%s", ooms_reason);
  set_pool_mode(pool, PM_OUT_OF_METADATA_SPACE);
 }
}

static void check_for_data_space(struct pool *pool)
{
 int r;
 dm_block_t nr_free;

 if (get_pool_mode(pool) != PM_OUT_OF_DATA_SPACE)
  return;

 r = dm_pool_get_free_block_count(pool->pmd, &nr_free);
 if (r)
  return;

 if (nr_free) {
  set_pool_mode(pool, PM_WRITE);
  requeue_bios(pool);
 }
}

/*
 * A non-zero return indicates read_only or fail_io mode.
 * Many callers don't care about the return value.
 */
static int commit(struct pool *pool)
{
 int r;

 if (get_pool_mode(pool) >= PM_OUT_OF_METADATA_SPACE)
  return -EINVAL;

 r = dm_pool_commit_metadata(pool->pmd);
 if (r)
  metadata_operation_failed(pool, "dm_pool_commit_metadata", r);
 else {
  check_for_metadata_space(pool);
  check_for_data_space(pool);
 }

 return r;
}

static void check_low_water_mark(struct pool *pool, dm_block_t free_blocks)
{
 if (free_blocks <= pool->low_water_blocks && !pool->low_water_triggered) {
  DMWARN("%s: reached low water mark for data device: sending event.",
         dm_device_name(pool->pool_md));
  spin_lock_irq(&pool->lock);
  pool->low_water_triggered = true;
  spin_unlock_irq(&pool->lock);
  dm_table_event(pool->ti->table);
 }
}

static int alloc_data_block(struct thin_c *tc, dm_block_t *result)
{
 int r;
 dm_block_t free_blocks;
 struct pool *pool = tc->pool;

 if (WARN_ON(get_pool_mode(pool) != PM_WRITE))
  return -EINVAL;

 r = dm_pool_get_free_block_count(pool->pmd, &free_blocks);
 if (r) {
  metadata_operation_failed(pool, "dm_pool_get_free_block_count", r);
  return r;
 }

 check_low_water_mark(pool, free_blocks);

 if (!free_blocks) {
  /*
 * Try to commit to see if that will free up some
 * more space.
 */
  r = commit(pool);
  if (r)
   return r;

  r = dm_pool_get_free_block_count(pool->pmd, &free_blocks);
  if (r) {
   metadata_operation_failed(pool, "dm_pool_get_free_block_count", r);
   return r;
  }

  if (!free_blocks) {
   set_pool_mode(pool, PM_OUT_OF_DATA_SPACE);
   return -ENOSPC;
  }
 }

 r = dm_pool_alloc_data_block(pool->pmd, result);
 if (r) {
  if (r == -ENOSPC)
   set_pool_mode(pool, PM_OUT_OF_DATA_SPACE);
  else
   metadata_operation_failed(pool, "dm_pool_alloc_data_block", r);
  return r;
 }

 r = dm_pool_get_free_metadata_block_count(pool->pmd, &free_blocks);
 if (r) {
  metadata_operation_failed(pool, "dm_pool_get_free_metadata_block_count", r);
  return r;
 }

 if (!free_blocks) {
  /* Let's commit before we use up the metadata reserve. */
  r = commit(pool);
  if (r)
   return r;
 }

 return 0;
}

/*
 * If we have run out of space, queue bios until the device is
 * resumed, presumably after having been reloaded with more space.
 */
static void retry_on_resume(struct bio *bio)
{
 struct dm_thin_endio_hook *h = dm_per_bio_data(bio, sizeof(struct dm_thin_endio_hook));
 struct thin_c *tc = h->tc;

 spin_lock_irq(&tc->lock);
 bio_list_add(&tc->retry_on_resume_list, bio);
 spin_unlock_irq(&tc->lock);
}

static blk_status_t should_error_unserviceable_bio(struct pool *pool)
{
 enum pool_mode m = get_pool_mode(pool);

 switch (m) {
 case PM_WRITE:
  /* Shouldn't get here */
  DMERR_LIMIT("bio unserviceable, yet pool is in PM_WRITE mode");
  return BLK_STS_IOERR;

 case PM_OUT_OF_DATA_SPACE:
  return pool->pf.error_if_no_space ? BLK_STS_NOSPC : 0;

 case PM_OUT_OF_METADATA_SPACE:
 case PM_READ_ONLY:
 case PM_FAIL:
  return BLK_STS_IOERR;
 default:
  /* Shouldn't get here */
  DMERR_LIMIT("bio unserviceable, yet pool has an unknown mode");
  return BLK_STS_IOERR;
 }
}

static void handle_unserviceable_bio(struct pool *pool, struct bio *bio)
{
 blk_status_t error = should_error_unserviceable_bio(pool);

 if (error) {
  bio->bi_status = error;
  bio_endio(bio);
 } else
  retry_on_resume(bio);
}

static void retry_bios_on_resume(struct pool *pool, struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 struct bio *bio;
 struct bio_list bios;
 blk_status_t error;

 error = should_error_unserviceable_bio(pool);
 if (error) {
  cell_error_with_code(pool, cell, error);
  return;
 }

 bio_list_init(&bios);
 cell_release(pool, cell, &bios);

 while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
  retry_on_resume(bio);
}

static void process_discard_cell_no_passdown(struct thin_c *tc,
          struct dm_bio_prison_cell *virt_cell)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct dm_thin_new_mapping *m = get_next_mapping(pool);

 /*
 * We don't need to lock the data blocks, since there's no
 * passdown.  We only lock data blocks for allocation and breaking sharing.
 */
 m->tc = tc;
 m->virt_begin = virt_cell->key.block_begin;
 m->virt_end = virt_cell->key.block_end;
 m->cell = virt_cell;
 m->bio = virt_cell->holder;

 if (!dm_deferred_set_add_work(pool->all_io_ds, &m->list))
  pool->process_prepared_discard(m);
}

static void break_up_discard_bio(struct thin_c *tc, dm_block_t begin, dm_block_t end,
     struct bio *bio)
{
 struct pool *pool = tc->pool;

 int r;
 bool maybe_shared;
 struct dm_cell_key data_key;
 struct dm_bio_prison_cell *data_cell;
 struct dm_thin_new_mapping *m;
 dm_block_t virt_begin, virt_end, data_begin, data_end;
 dm_block_t len, next_boundary;

 while (begin != end) {
  r = dm_thin_find_mapped_range(tc->td, begin, end, &virt_begin, &virt_end,
           &data_begin, &maybe_shared);
  if (r) {
   /*
 * Silently fail, letting any mappings we've
 * created complete.
 */
   break;
  }

  data_end = data_begin + (virt_end - virt_begin);

  /*
 * Make sure the data region obeys the bio prison restrictions.
 */
  while (data_begin < data_end) {
   r = ensure_next_mapping(pool);
   if (r)
    return; /* we did our best */

   next_boundary = ((data_begin >> BIO_PRISON_MAX_RANGE_SHIFT) + 1)
    << BIO_PRISON_MAX_RANGE_SHIFT;
   len = min_t(sector_t, data_end - data_begin, next_boundary - data_begin);

   /* This key is certainly within range given the above splitting */
   (void) build_key(tc->td, PHYSICAL, data_begin, data_begin + len, &data_key);
   if (bio_detain(tc->pool, &data_key, NULL, &data_cell)) {
    /* contention, we'll give up with this range */
    data_begin += len;
    continue;
   }

   /*
 * IO may still be going to the destination block.  We must
 * quiesce before we can do the removal.
 */
   m = get_next_mapping(pool);
   m->tc = tc;
   m->maybe_shared = maybe_shared;
   m->virt_begin = virt_begin;
   m->virt_end = virt_begin + len;
   m->data_block = data_begin;
   m->cell = data_cell;
   m->bio = bio;

   /*
 * The parent bio must not complete before sub discard bios are
 * chained to it (see end_discard's bio_chain)!
 *
 * This per-mapping bi_remaining increment is paired with
 * the implicit decrement that occurs via bio_endio() in
 * end_discard().
 */
   bio_inc_remaining(bio);
   if (!dm_deferred_set_add_work(pool->all_io_ds, &m->list))
    pool->process_prepared_discard(m);

   virt_begin += len;
   data_begin += len;
  }

  begin = virt_end;
 }
}

static void process_discard_cell_passdown(struct thin_c *tc, struct dm_bio_prison_cell *virt_cell)
{
 struct bio *bio = virt_cell->holder;
 struct dm_thin_endio_hook *h = dm_per_bio_data(bio, sizeof(struct dm_thin_endio_hook));

 /*
 * The virt_cell will only get freed once the origin bio completes.
 * This means it will remain locked while all the individual
 * passdown bios are in flight.
 */
 h->cell = virt_cell;
 break_up_discard_bio(tc, virt_cell->key.block_begin, virt_cell->key.block_end, bio);

 /*
 * We complete the bio now, knowing that the bi_remaining field
 * will prevent completion until the sub range discards have
 * completed.
 */
 bio_endio(bio);
}

static void process_discard_bio(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 dm_block_t begin, end;
 struct dm_cell_key virt_key;
 struct dm_bio_prison_cell *virt_cell;

 get_bio_block_range(tc, bio, &begin, &end);
 if (begin == end) {
  /*
 * The discard covers less than a block.
 */
  bio_endio(bio);
  return;
 }

 if (unlikely(!build_key(tc->td, VIRTUAL, begin, end, &virt_key))) {
  DMERR_LIMIT("Discard doesn't respect bio prison limits");
  bio_endio(bio);
  return;
 }

 if (bio_detain(tc->pool, &virt_key, bio, &virt_cell)) {
  /*
 * Potential starvation issue: We're relying on the
 * fs/application being well behaved, and not trying to
 * send IO to a region at the same time as discarding it.
 * If they do this persistently then it's possible this
 * cell will never be granted.
 */
  return;
 }

 tc->pool->process_discard_cell(tc, virt_cell);
}

static void break_sharing(struct thin_c *tc, struct bio *bio, dm_block_t block,
     struct dm_cell_key *key,
     struct dm_thin_lookup_result *lookup_result,
     struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 int r;
 dm_block_t data_block;
 struct pool *pool = tc->pool;

 r = alloc_data_block(tc, &data_block);
 switch (r) {
 case 0:
  schedule_internal_copy(tc, block, lookup_result->block,
           data_block, cell, bio);
  break;

 case -ENOSPC:
  retry_bios_on_resume(pool, cell);
  break;

 default:
  DMERR_LIMIT("%s: alloc_data_block() failed: error = %d",
       __func__, r);
  cell_error(pool, cell);
  break;
 }
}

static void __remap_and_issue_shared_cell(void *context,
       struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 struct remap_info *info = context;
 struct bio *bio;

 while ((bio = bio_list_pop(&cell->bios))) {
  if (bio_data_dir(bio) == WRITE || op_is_flush(bio->bi_opf) ||
      bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
   bio_list_add(&info->defer_bios, bio);
  else {
   struct dm_thin_endio_hook *h = dm_per_bio_data(bio, sizeof(struct dm_thin_endio_hook));

   h->shared_read_entry = dm_deferred_entry_inc(info->tc->pool->shared_read_ds);
   inc_all_io_entry(info->tc->pool, bio);
   bio_list_add(&info->issue_bios, bio);
  }
 }
}

static void remap_and_issue_shared_cell(struct thin_c *tc,
     struct dm_bio_prison_cell *cell,
     dm_block_t block)
{
 struct bio *bio;
 struct remap_info info;

 info.tc = tc;
 bio_list_init(&info.defer_bios);
 bio_list_init(&info.issue_bios);

 cell_visit_release(tc->pool, __remap_and_issue_shared_cell,
      &info, cell);

 while ((bio = bio_list_pop(&info.defer_bios)))
  thin_defer_bio(tc, bio);

 while ((bio = bio_list_pop(&info.issue_bios)))
  remap_and_issue(tc, bio, block);
}

static void process_shared_bio(struct thin_c *tc, struct bio *bio,
          dm_block_t block,
          struct dm_thin_lookup_result *lookup_result,
          struct dm_bio_prison_cell *virt_cell)
{
 struct dm_bio_prison_cell *data_cell;
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct dm_cell_key key;

 /*
 * If cell is already occupied, then sharing is already in the process
 * of being broken so we have nothing further to do here.
 */
 build_data_key(tc->td, lookup_result->block, &key);
 if (bio_detain(pool, &key, bio, &data_cell)) {
  cell_defer_no_holder(tc, virt_cell);
  return;
 }

 if (bio_data_dir(bio) == WRITE && bio->bi_iter.bi_size) {
  break_sharing(tc, bio, block, &key, lookup_result, data_cell);
  cell_defer_no_holder(tc, virt_cell);
 } else {
  struct dm_thin_endio_hook *h = dm_per_bio_data(bio, sizeof(struct dm_thin_endio_hook));

  h->shared_read_entry = dm_deferred_entry_inc(pool->shared_read_ds);
  inc_all_io_entry(pool, bio);
  remap_and_issue(tc, bio, lookup_result->block);

  remap_and_issue_shared_cell(tc, data_cell, lookup_result->block);
  remap_and_issue_shared_cell(tc, virt_cell, lookup_result->block);
 }
}

static void provision_block(struct thin_c *tc, struct bio *bio, dm_block_t block,
       struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 int r;
 dm_block_t data_block;
 struct pool *pool = tc->pool;

 /*
 * Remap empty bios (flushes) immediately, without provisioning.
 */
 if (!bio->bi_iter.bi_size) {
  inc_all_io_entry(pool, bio);
  cell_defer_no_holder(tc, cell);

  remap_and_issue(tc, bio, 0);
  return;
 }

 /*
 * Fill read bios with zeroes and complete them immediately.
 */
 if (bio_data_dir(bio) == READ) {
  zero_fill_bio(bio);
  cell_defer_no_holder(tc, cell);
  bio_endio(bio);
  return;
 }

 r = alloc_data_block(tc, &data_block);
 switch (r) {
 case 0:
  if (tc->origin_dev)
   schedule_external_copy(tc, block, data_block, cell, bio);
  else
   schedule_zero(tc, block, data_block, cell, bio);
  break;

 case -ENOSPC:
  retry_bios_on_resume(pool, cell);
  break;

 default:
  DMERR_LIMIT("%s: alloc_data_block() failed: error = %d",
       __func__, r);
  cell_error(pool, cell);
  break;
 }
}

static void process_cell(struct thin_c *tc, struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 int r;
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct bio *bio = cell->holder;
 dm_block_t block = get_bio_block(tc, bio);
 struct dm_thin_lookup_result lookup_result;

 if (tc->requeue_mode) {
  cell_requeue(pool, cell);
  return;
 }

 r = dm_thin_find_block(tc->td, block, 1, &lookup_result);
 switch (r) {
 case 0:
  if (lookup_result.shared)
   process_shared_bio(tc, bio, block, &lookup_result, cell);
  else {
   inc_all_io_entry(pool, bio);
   remap_and_issue(tc, bio, lookup_result.block);
   inc_remap_and_issue_cell(tc, cell, lookup_result.block);
  }
  break;

 case -ENODATA:
  if (bio_data_dir(bio) == READ && tc->origin_dev) {
   inc_all_io_entry(pool, bio);
   cell_defer_no_holder(tc, cell);

   if (bio_end_sector(bio) <= tc->origin_size)
    remap_to_origin_and_issue(tc, bio);

   else if (bio->bi_iter.bi_sector < tc->origin_size) {
    zero_fill_bio(bio);
    bio->bi_iter.bi_size = (tc->origin_size - bio->bi_iter.bi_sector) << SECTOR_SHIFT;
    remap_to_origin_and_issue(tc, bio);

   } else {
    zero_fill_bio(bio);
    bio_endio(bio);
   }
  } else
   provision_block(tc, bio, block, cell);
  break;

 default:
  DMERR_LIMIT("%s: dm_thin_find_block() failed: error = %d",
       __func__, r);
  cell_defer_no_holder(tc, cell);
  bio_io_error(bio);
  break;
 }
}

static void process_bio(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 dm_block_t block = get_bio_block(tc, bio);
 struct dm_bio_prison_cell *cell;
 struct dm_cell_key key;

 /*
 * If cell is already occupied, then the block is already
 * being provisioned so we have nothing further to do here.
 */
 build_virtual_key(tc->td, block, &key);
 if (bio_detain(pool, &key, bio, &cell))
  return;

 process_cell(tc, cell);
}

static void __process_bio_read_only(struct thin_c *tc, struct bio *bio,
        struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 int r;
 int rw = bio_data_dir(bio);
 dm_block_t block = get_bio_block(tc, bio);
 struct dm_thin_lookup_result lookup_result;

 r = dm_thin_find_block(tc->td, block, 1, &lookup_result);
 switch (r) {
 case 0:
  if (lookup_result.shared && (rw == WRITE) && bio->bi_iter.bi_size) {
   handle_unserviceable_bio(tc->pool, bio);
   if (cell)
    cell_defer_no_holder(tc, cell);
  } else {
   inc_all_io_entry(tc->pool, bio);
   remap_and_issue(tc, bio, lookup_result.block);
   if (cell)
    inc_remap_and_issue_cell(tc, cell, lookup_result.block);
  }
  break;

 case -ENODATA:
  if (cell)
   cell_defer_no_holder(tc, cell);
  if (rw != READ) {
   handle_unserviceable_bio(tc->pool, bio);
   break;
  }

  if (tc->origin_dev) {
   inc_all_io_entry(tc->pool, bio);
   remap_to_origin_and_issue(tc, bio);
   break;
  }

  zero_fill_bio(bio);
  bio_endio(bio);
  break;

 default:
  DMERR_LIMIT("%s: dm_thin_find_block() failed: error = %d",
       __func__, r);
  if (cell)
   cell_defer_no_holder(tc, cell);
  bio_io_error(bio);
  break;
 }
}

static void process_bio_read_only(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 __process_bio_read_only(tc, bio, NULL);
}

static void process_cell_read_only(struct thin_c *tc, struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 __process_bio_read_only(tc, cell->holder, cell);
}

static void process_bio_success(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 bio_endio(bio);
}

static void process_bio_fail(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 bio_io_error(bio);
}

static void process_cell_success(struct thin_c *tc, struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 cell_success(tc->pool, cell);
}

static void process_cell_fail(struct thin_c *tc, struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 cell_error(tc->pool, cell);
}

/*
 * FIXME: should we also commit due to size of transaction, measured in
 * metadata blocks?
 */
static int need_commit_due_to_time(struct pool *pool)
{
 return !time_in_range(jiffies, pool->last_commit_jiffies,
         pool->last_commit_jiffies + COMMIT_PERIOD);
}

#define thin_pbd(node) rb_entry((node), struct dm_thin_endio_hook, rb_node)
#define thin_bio(pbd) dm_bio_from_per_bio_data((pbd), sizeof(struct dm_thin_endio_hook))

static void __thin_bio_rb_add(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 struct rb_node **rbp, *parent;
 struct dm_thin_endio_hook *pbd;
 sector_t bi_sector = bio->bi_iter.bi_sector;

 rbp = &tc->sort_bio_list.rb_node;
 parent = NULL;
 while (*rbp) {
  parent = *rbp;
  pbd = thin_pbd(parent);

  if (bi_sector < thin_bio(pbd)->bi_iter.bi_sector)
   rbp = &(*rbp)->rb_left;
  else
   rbp = &(*rbp)->rb_right;
 }

 pbd = dm_per_bio_data(bio, sizeof(struct dm_thin_endio_hook));
 rb_link_node(&pbd->rb_node, parent, rbp);
 rb_insert_color(&pbd->rb_node, &tc->sort_bio_list);
}

static void __extract_sorted_bios(struct thin_c *tc)
{
 struct rb_node *node;
 struct dm_thin_endio_hook *pbd;
 struct bio *bio;

 for (node = rb_first(&tc->sort_bio_list); node; node = rb_next(node)) {
  pbd = thin_pbd(node);
  bio = thin_bio(pbd);

  bio_list_add(&tc->deferred_bio_list, bio);
  rb_erase(&pbd->rb_node, &tc->sort_bio_list);
 }

 WARN_ON(!RB_EMPTY_ROOT(&tc->sort_bio_list));
}

static void __sort_thin_deferred_bios(struct thin_c *tc)
{
 struct bio *bio;
 struct bio_list bios;

 bio_list_init(&bios);
 bio_list_merge(&bios, &tc->deferred_bio_list);
 bio_list_init(&tc->deferred_bio_list);

 /* Sort deferred_bio_list using rb-tree */
 while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
  __thin_bio_rb_add(tc, bio);

 /*
 * Transfer the sorted bios in sort_bio_list back to
 * deferred_bio_list to allow lockless submission of
 * all bios.
 */
 __extract_sorted_bios(tc);
}

static void process_thin_deferred_bios(struct thin_c *tc)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct bio *bio;
 struct bio_list bios;
 struct blk_plug plug;
 unsigned int count = 0;

 if (tc->requeue_mode) {
  error_thin_bio_list(tc, &tc->deferred_bio_list,
    BLK_STS_DM_REQUEUE);
  return;
 }

 bio_list_init(&bios);

 spin_lock_irq(&tc->lock);

 if (bio_list_empty(&tc->deferred_bio_list)) {
  spin_unlock_irq(&tc->lock);
  return;
 }

 __sort_thin_deferred_bios(tc);

 bio_list_merge(&bios, &tc->deferred_bio_list);
 bio_list_init(&tc->deferred_bio_list);

 spin_unlock_irq(&tc->lock);

 blk_start_plug(&plug);
 while ((bio = bio_list_pop(&bios))) {
  /*
 * If we've got no free new_mapping structs, and processing
 * this bio might require one, we pause until there are some
 * prepared mappings to process.
 */
  if (ensure_next_mapping(pool)) {
   spin_lock_irq(&tc->lock);
   bio_list_add(&tc->deferred_bio_list, bio);
   bio_list_merge(&tc->deferred_bio_list, &bios);
   spin_unlock_irq(&tc->lock);
   break;
  }

  if (bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)
   pool->process_discard(tc, bio);
  else
   pool->process_bio(tc, bio);

  if ((count++ & 127) == 0) {
   throttle_work_update(&pool->throttle);
   dm_pool_issue_prefetches(pool->pmd);
  }
  cond_resched();
 }
 blk_finish_plug(&plug);
}

static int cmp_cells(const void *lhs, const void *rhs)
{
 struct dm_bio_prison_cell *lhs_cell = *((struct dm_bio_prison_cell **) lhs);
 struct dm_bio_prison_cell *rhs_cell = *((struct dm_bio_prison_cell **) rhs);

 BUG_ON(!lhs_cell->holder);
 BUG_ON(!rhs_cell->holder);

 if (lhs_cell->holder->bi_iter.bi_sector < rhs_cell->holder->bi_iter.bi_sector)
  return -1;

 if (lhs_cell->holder->bi_iter.bi_sector > rhs_cell->holder->bi_iter.bi_sector)
  return 1;

 return 0;
}

static unsigned int sort_cells(struct pool *pool, struct list_head *cells)
{
 unsigned int count = 0;
 struct dm_bio_prison_cell *cell, *tmp;

 list_for_each_entry_safe(cell, tmp, cells, user_list) {
  if (count >= CELL_SORT_ARRAY_SIZE)
   break;

  pool->cell_sort_array[count++] = cell;
  list_del(&cell->user_list);
 }

 sort(pool->cell_sort_array, count, sizeof(cell), cmp_cells, NULL);

 return count;
}

static void process_thin_deferred_cells(struct thin_c *tc)
{
 struct pool *pool = tc->pool;
 struct list_head cells;
 struct dm_bio_prison_cell *cell;
 unsigned int i, j, count;

 INIT_LIST_HEAD(&cells);

 spin_lock_irq(&tc->lock);
 list_splice_init(&tc->deferred_cells, &cells);
 spin_unlock_irq(&tc->lock);

 if (list_empty(&cells))
  return;

 do {
  count = sort_cells(tc->pool, &cells);

  for (i = 0; i < count; i++) {
   cell = pool->cell_sort_array[i];
   BUG_ON(!cell->holder);

   /*
 * If we've got no free new_mapping structs, and processing
 * this bio might require one, we pause until there are some
 * prepared mappings to process.
 */
   if (ensure_next_mapping(pool)) {
    for (j = i; j < count; j++)
     list_add(&pool->cell_sort_array[j]->user_list, &cells);

    spin_lock_irq(&tc->lock);
    list_splice(&cells, &tc->deferred_cells);
    spin_unlock_irq(&tc->lock);
    return;
   }

   if (bio_op(cell->holder) == REQ_OP_DISCARD)
    pool->process_discard_cell(tc, cell);
   else
    pool->process_cell(tc, cell);
  }
  cond_resched();
 } while (!list_empty(&cells));
}

static void thin_get(struct thin_c *tc);
static void thin_put(struct thin_c *tc);

/*
 * We can't hold rcu_read_lock() around code that can block.  So we
 * find a thin with the rcu lock held; bump a refcount; then drop
 * the lock.
 */
static struct thin_c *get_first_thin(struct pool *pool)
{
 struct thin_c *tc = NULL;

 rcu_read_lock();
 tc = list_first_or_null_rcu(&pool->active_thins, struct thin_c, list);
 if (tc)
  thin_get(tc);
 rcu_read_unlock();

 return tc;
}

static struct thin_c *get_next_thin(struct pool *pool, struct thin_c *tc)
{
 struct thin_c *old_tc = tc;

 rcu_read_lock();
 list_for_each_entry_continue_rcu(tc, &pool->active_thins, list) {
  thin_get(tc);
  thin_put(old_tc);
  rcu_read_unlock();
  return tc;
 }
 thin_put(old_tc);
 rcu_read_unlock();

 return NULL;
}

static void process_deferred_bios(struct pool *pool)
{
 struct bio *bio;
 struct bio_list bios, bio_completions;
 struct thin_c *tc;

 tc = get_first_thin(pool);
 while (tc) {
  process_thin_deferred_cells(tc);
  process_thin_deferred_bios(tc);
  tc = get_next_thin(pool, tc);
 }

 /*
 * If there are any deferred flush bios, we must commit the metadata
 * before issuing them or signaling their completion.
 */
 bio_list_init(&bios);
 bio_list_init(&bio_completions);

 spin_lock_irq(&pool->lock);
 bio_list_merge(&bios, &pool->deferred_flush_bios);
 bio_list_init(&pool->deferred_flush_bios);

 bio_list_merge(&bio_completions, &pool->deferred_flush_completions);
 bio_list_init(&pool->deferred_flush_completions);
 spin_unlock_irq(&pool->lock);

 if (bio_list_empty(&bios) && bio_list_empty(&bio_completions) &&
     !(dm_pool_changed_this_transaction(pool->pmd) && need_commit_due_to_time(pool)))
  return;

 if (commit(pool)) {
  bio_list_merge(&bios, &bio_completions);

  while ((bio = bio_list_pop(&bios)))
   bio_io_error(bio);
  return;
 }
 pool->last_commit_jiffies = jiffies;

 while ((bio = bio_list_pop(&bio_completions)))
  bio_endio(bio);

 while ((bio = bio_list_pop(&bios))) {
  /*
 * The data device was flushed as part of metadata commit,
 * so complete redundant flushes immediately.
 */
  if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH)
   bio_endio(bio);
  else
   dm_submit_bio_remap(bio, NULL);
 }
}

static void do_worker(struct work_struct *ws)
{
 struct pool *pool = container_of(ws, struct pool, worker);

 throttle_work_start(&pool->throttle);
 dm_pool_issue_prefetches(pool->pmd);
 throttle_work_update(&pool->throttle);
 process_prepared(pool, &pool->prepared_mappings, &pool->process_prepared_mapping);
 throttle_work_update(&pool->throttle);
 process_prepared(pool, &pool->prepared_discards, &pool->process_prepared_discard);
 throttle_work_update(&pool->throttle);
 process_prepared(pool, &pool->prepared_discards_pt2, &pool->process_prepared_discard_pt2);
 throttle_work_update(&pool->throttle);
 process_deferred_bios(pool);
 throttle_work_complete(&pool->throttle);
}

/*
 * We want to commit periodically so that not too much
 * unwritten data builds up.
 */
static void do_waker(struct work_struct *ws)
{
 struct pool *pool = container_of(to_delayed_work(ws), struct pool, waker);

 wake_worker(pool);
 queue_delayed_work(pool->wq, &pool->waker, COMMIT_PERIOD);
}

/*
 * We're holding onto IO to allow userland time to react.  After the
 * timeout either the pool will have been resized (and thus back in
 * PM_WRITE mode), or we degrade to PM_OUT_OF_DATA_SPACE w/ error_if_no_space.
 */
static void do_no_space_timeout(struct work_struct *ws)
{
 struct pool *pool = container_of(to_delayed_work(ws), struct pool,
      no_space_timeout);

 if (get_pool_mode(pool) == PM_OUT_OF_DATA_SPACE && !pool->pf.error_if_no_space) {
  pool->pf.error_if_no_space = true;
  notify_of_pool_mode_change(pool);
  error_retry_list_with_code(pool, BLK_STS_NOSPC);
 }
}

/*----------------------------------------------------------------*/

struct pool_work {
 struct work_struct worker;
 struct completion complete;
};

static struct pool_work *to_pool_work(struct work_struct *ws)
{
 return container_of(ws, struct pool_work, worker);
}

static void pool_work_complete(struct pool_work *pw)
{
 complete(&pw->complete);
}

static void pool_work_wait(struct pool_work *pw, struct pool *pool,
      void (*fn)(struct work_struct *))
{
 INIT_WORK_ONSTACK(&pw->worker, fn);
 init_completion(&pw->complete);
 queue_work(pool->wq, &pw->worker);
 wait_for_completion(&pw->complete);
 destroy_work_on_stack(&pw->worker);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

struct noflush_work {
 struct pool_work pw;
 struct thin_c *tc;
};

static struct noflush_work *to_noflush(struct work_struct *ws)
{
 return container_of(to_pool_work(ws), struct noflush_work, pw);
}

static void do_noflush_start(struct work_struct *ws)
{
 struct noflush_work *w = to_noflush(ws);

 w->tc->requeue_mode = true;
 requeue_io(w->tc);
 pool_work_complete(&w->pw);
}

static void do_noflush_stop(struct work_struct *ws)
{
 struct noflush_work *w = to_noflush(ws);

 w->tc->requeue_mode = false;
 pool_work_complete(&w->pw);
}

static void noflush_work(struct thin_c *tc, void (*fn)(struct work_struct *))
{
 struct noflush_work w;

 w.tc = tc;
 pool_work_wait(&w.pw, tc->pool, fn);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

static void set_discard_callbacks(struct pool *pool)
{
 struct pool_c *pt = pool->ti->private;

 if (pt->adjusted_pf.discard_passdown) {
  pool->process_discard_cell = process_discard_cell_passdown;
  pool->process_prepared_discard = process_prepared_discard_passdown_pt1;
  pool->process_prepared_discard_pt2 = process_prepared_discard_passdown_pt2;
 } else {
  pool->process_discard_cell = process_discard_cell_no_passdown;
  pool->process_prepared_discard = process_prepared_discard_no_passdown;
 }
}

static void set_pool_mode(struct pool *pool, enum pool_mode new_mode)
{
 struct pool_c *pt = pool->ti->private;
 bool needs_check = dm_pool_metadata_needs_check(pool->pmd);
 enum pool_mode old_mode = get_pool_mode(pool);
 unsigned long no_space_timeout = READ_ONCE(no_space_timeout_secs) * HZ;

 /*
 * Never allow the pool to transition to PM_WRITE mode if user
 * intervention is required to verify metadata and data consistency.
 */
 if (new_mode == PM_WRITE && needs_check) {
  DMERR("%s: unable to switch pool to write mode until repaired.",
        dm_device_name(pool->pool_md));
  if (old_mode != new_mode)
   new_mode = old_mode;
  else
   new_mode = PM_READ_ONLY;
 }
 /*
 * If we were in PM_FAIL mode, rollback of metadata failed.  We're
 * not going to recover without a thin_repair. So we never let the
 * pool move out of the old mode.
 */
 if (old_mode == PM_FAIL)
  new_mode = old_mode;

 switch (new_mode) {
 case PM_FAIL:
  dm_pool_metadata_read_only(pool->pmd);
  pool->process_bio = process_bio_fail;
  pool->process_discard = process_bio_fail;
  pool->process_cell = process_cell_fail;
  pool->process_discard_cell = process_cell_fail;
  pool->process_prepared_mapping = process_prepared_mapping_fail;
  pool->process_prepared_discard = process_prepared_discard_fail;

  error_retry_list(pool);
  break;

 case PM_OUT_OF_METADATA_SPACE:
 case PM_READ_ONLY:
  dm_pool_metadata_read_only(pool->pmd);
  pool->process_bio = process_bio_read_only;
  pool->process_discard = process_bio_success;
  pool->process_cell = process_cell_read_only;
  pool->process_discard_cell = process_cell_success;
  pool->process_prepared_mapping = process_prepared_mapping_fail;
  pool->process_prepared_discard = process_prepared_discard_success;

  error_retry_list(pool);
  break;

 case PM_OUT_OF_DATA_SPACE:
  /*
 * Ideally we'd never hit this state; the low water mark
 * would trigger userland to extend the pool before we
 * completely run out of data space.  However, many small
 * IOs to unprovisioned space can consume data space at an
 * alarming rate.  Adjust your low water mark if you're
 * frequently seeing this mode.
 */
  pool->out_of_data_space = true;
  pool->process_bio = process_bio_read_only;
  pool->process_discard = process_discard_bio;
  pool->process_cell = process_cell_read_only;
  pool->process_prepared_mapping = process_prepared_mapping;
  set_discard_callbacks(pool);

  if (!pool->pf.error_if_no_space && no_space_timeout)
   queue_delayed_work(pool->wq, &pool->no_space_timeout, no_space_timeout);
  break;

 case PM_WRITE:
  if (old_mode == PM_OUT_OF_DATA_SPACE)
   cancel_delayed_work_sync(&pool->no_space_timeout);
  pool->out_of_data_space = false;
  pool->pf.error_if_no_space = pt->requested_pf.error_if_no_space;
  dm_pool_metadata_read_write(pool->pmd);
  pool->process_bio = process_bio;
  pool->process_discard = process_discard_bio;
  pool->process_cell = process_cell;
  pool->process_prepared_mapping = process_prepared_mapping;
  set_discard_callbacks(pool);
  break;
 }

 pool->pf.mode = new_mode;
 /*
 * The pool mode may have changed, sync it so bind_control_target()
 * doesn't cause an unexpected mode transition on resume.
 */
 pt->adjusted_pf.mode = new_mode;

 if (old_mode != new_mode)
  notify_of_pool_mode_change(pool);
}

static void abort_transaction(struct pool *pool)
{
 const char *dev_name = dm_device_name(pool->pool_md);

 DMERR_LIMIT("%s: aborting current metadata transaction", dev_name);
 if (dm_pool_abort_metadata(pool->pmd)) {
  DMERR("%s: failed to abort metadata transaction", dev_name);
  set_pool_mode(pool, PM_FAIL);
 }

 if (dm_pool_metadata_set_needs_check(pool->pmd)) {
  DMERR("%s: failed to set 'needs_check' flag in metadata", dev_name);
  set_pool_mode(pool, PM_FAIL);
 }
}

static void metadata_operation_failed(struct pool *pool, const char *op, int r)
{
 DMERR_LIMIT("%s: metadata operation '%s' failed: error = %d",
      dm_device_name(pool->pool_md), op, r);

 abort_transaction(pool);
 set_pool_mode(pool, PM_READ_ONLY);
}

/*----------------------------------------------------------------*/

/*
 * Mapping functions.
 */

/*
 * Called only while mapping a thin bio to hand it over to the workqueue.
 */
static void thin_defer_bio(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 struct pool *pool = tc->pool;

 spin_lock_irq(&tc->lock);
 bio_list_add(&tc->deferred_bio_list, bio);
 spin_unlock_irq(&tc->lock);

 wake_worker(pool);
}

static void thin_defer_bio_with_throttle(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 struct pool *pool = tc->pool;

 throttle_lock(&pool->throttle);
 thin_defer_bio(tc, bio);
 throttle_unlock(&pool->throttle);
}

static void thin_defer_cell(struct thin_c *tc, struct dm_bio_prison_cell *cell)
{
 struct pool *pool = tc->pool;

 throttle_lock(&pool->throttle);
 spin_lock_irq(&tc->lock);
 list_add_tail(&cell->user_list, &tc->deferred_cells);
 spin_unlock_irq(&tc->lock);
 throttle_unlock(&pool->throttle);

 wake_worker(pool);
}

static void thin_hook_bio(struct thin_c *tc, struct bio *bio)
{
 struct dm_thin_endio_hook *h = dm_per_bio_data(bio, sizeof(struct dm_thin_endio_hook));

 h->tc = tc;
 h->shared_read_entry = NULL;
 h->all_io_entry = NULL;
 h->overwrite_mapping = NULL;
 h->cell = NULL;
}

/*
 * Non-blocking function called from the thin target's map function.
 */
static int thin_bio_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio)
{
 int r;
 struct thin_c *tc = ti->private;
 dm_block_t block = get_bio_block(tc, bio);
 struct dm_thin_device *td = tc->td;
 struct dm_thin_lookup_result result;
 struct dm_bio_prison_cell *virt_cell, *data_cell;
 struct dm_cell_key key;

 thin_hook_bio(tc, bio);

 if (tc->requeue_mode) {
  bio->bi_status = BLK_STS_DM_REQUEUE;
  bio_endio(bio);
  return DM_MAPIO_SUBMITTED;
 }

 if (get_pool_mode(tc->pool) == PM_FAIL) {
  bio_io_error(bio);
  return DM_MAPIO_SUBMITTED;
 }

 if (op_is_flush(bio->bi_opf) || bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD) {
  thin_defer_bio_with_throttle(tc, bio);
  return DM_MAPIO_SUBMITTED;
 }

 /*
 * We must hold the virtual cell before doing the lookup, otherwise
 * there's a race with discard.
 */
 build_virtual_key(tc->td, block, &key);
 if (bio_detain(tc->pool, &key, bio, &virt_cell))
  return DM_MAPIO_SUBMITTED;

 r = dm_thin_find_block(td, block, 0, &result);

 /*
 * Note that we defer readahead too.
 */
 switch (r) {
 case 0:
  if (unlikely(result.shared)) {
   /*
 * We have a race condition here between the
 * result.shared value returned by the lookup and
 * snapshot creation, which may cause new
 * sharing.
 *
 * To avoid this always quiesce the origin before
 * taking the snap.  You want to do this anyway to
 * ensure a consistent application view
 * (i.e. lockfs).
 *
 * More distant ancestors are irrelevant. The
 * shared flag will be set in their case.
 */
   thin_defer_cell(tc, virt_cell);
   return DM_MAPIO_SUBMITTED;
  }

  build_data_key(tc->td, result.block, &key);
  if (bio_detain(tc->pool, &key, bio, &data_cell)) {
   cell_defer_no_holder(tc, virt_cell);
   return DM_MAPIO_SUBMITTED;
  }

  inc_all_io_entry(tc->pool, bio);
  cell_defer_no_holder(tc, data_cell);
  cell_defer_no_holder(tc, virt_cell);

  remap(tc, bio, result.block);
  return DM_MAPIO_REMAPPED;

 case -ENODATA:
 case -EWOULDBLOCK:
  thin_defer_cell(tc, virt_cell);
  return DM_MAPIO_SUBMITTED;

 default:
  /*
 * Must always call bio_io_error on failure.
 * dm_thin_find_block can fail with -EINVAL if the
 * pool is switched to fail-io mode.
 */
  bio_io_error(bio);
  cell_defer_no_holder(tc, virt_cell);
  return DM_MAPIO_SUBMITTED;
 }
}

static void requeue_bios(struct pool *pool)
{
 struct thin_c *tc;

 rcu_read_lock();
 list_for_each_entry_rcu(tc, &pool->active_thins, list) {
  spin_lock_irq(&tc->lock);
  bio_list_merge(&tc->deferred_bio_list, &tc->retry_on_resume_list);
  bio_list_init(&tc->retry_on_resume_list);
  spin_unlock_irq(&tc->lock);
 }
 rcu_read_unlock();
}

/*
 *--------------------------------------------------------------
 * Binding of control targets to a pool object
 *--------------------------------------------------------------
 */
static bool is_factor(sector_t block_size, uint32_t n)
{
 return !sector_div(block_size, n);
}

/*
 * If discard_passdown was enabled verify that the data device
 * supports discards.  Disable discard_passdown if not.
 */
static void disable_discard_passdown_if_not_supported(struct pool_c *pt)
{
 struct pool *pool = pt->pool;
 struct block_device *data_bdev = pt->data_dev->bdev;
 struct queue_limits *data_limits = bdev_limits(data_bdev);
 const char *reason = NULL;

 if (!pt->adjusted_pf.discard_passdown)
  return;

 if (!bdev_max_discard_sectors(pt->data_dev->bdev))
  reason = "discard unsupported";

 else if (data_limits->max_discard_sectors < pool->sectors_per_block)
  reason = "max discard sectors smaller than a block";

 if (reason) {
  DMWARN("Data device (%pg) %s: Disabling discard passdown.", data_bdev, reason);
  pt->adjusted_pf.discard_passdown = false;
 }
}

static int bind_control_target(struct pool *pool, struct dm_target *ti)
{
 struct pool_c *pt = ti->private;

 /*
 * We want to make sure that a pool in PM_FAIL mode is never upgraded.
 */
 enum pool_mode old_mode = get_pool_mode(pool);
 enum pool_mode new_mode = pt->adjusted_pf.mode;

 /*
 * Don't change the pool's mode until set_pool_mode() below.
 * Otherwise the pool's process_* function pointers may
 * not match the desired pool mode.
 */
 pt->adjusted_pf.mode = old_mode;

 pool->ti = ti;
 pool->pf = pt->adjusted_pf;
 pool->low_water_blocks = pt->low_water_blocks;

 set_pool_mode(pool, new_mode);

 return 0;
}

static void unbind_control_target(struct pool *pool, struct dm_target *ti)
{
 if (pool->ti == ti)
  pool->ti = NULL;
}

/*
 *--------------------------------------------------------------
 * Pool creation
 *--------------------------------------------------------------
 */
/* Initialize pool features. */
static void pool_features_init(struct pool_features *pf)
{
 pf->mode = PM_WRITE;
 pf->zero_new_blocks = true;
 pf->discard_enabled = true;
 pf->discard_passdown = true;
 pf->error_if_no_space = false;
}

static void __pool_destroy(struct pool *pool)
{
 __pool_table_remove(pool);

 vfree(pool->cell_sort_array);
 if (dm_pool_metadata_close(pool->pmd) < 0)
  DMWARN("%s: dm_pool_metadata_close() failed.", __func__);

 dm_bio_prison_destroy(pool->prison);
 dm_kcopyd_client_destroy(pool->copier);

 cancel_delayed_work_sync(&pool->waker);
 cancel_delayed_work_sync(&pool->no_space_timeout);
 if (pool->wq)
  destroy_workqueue(pool->wq);

 if (pool->next_mapping)
  mempool_free(pool->next_mapping, &pool->mapping_pool);
 mempool_exit(&pool->mapping_pool);
 dm_deferred_set_destroy(pool->shared_read_ds);
 dm_deferred_set_destroy(pool->all_io_ds);
 kfree(pool);
}

static struct kmem_cache *_new_mapping_cache;

static struct pool *pool_create(struct mapped_device *pool_md,
    struct block_device *metadata_dev,
    struct block_device *data_dev,
    unsigned long block_size,
    int read_only, char **error)
{
 int r;
 void *err_p;
 struct pool *pool;
 struct dm_pool_metadata *pmd;
 bool format_device = read_only ? false : true;

 pmd = dm_pool_metadata_open(metadata_dev, block_size, format_device);
 if (IS_ERR(pmd)) {
  *error = "Error creating metadata object";
  return ERR_CAST(pmd);
 }

 pool = kzalloc(sizeof(*pool), GFP_KERNEL);
 if (!pool) {
  *error = "Error allocating memory for pool";
  err_p = ERR_PTR(-ENOMEM);
  goto bad_pool;
 }

 pool->pmd = pmd;
 pool->sectors_per_block = block_size;
 if (block_size & (block_size - 1))
  pool->sectors_per_block_shift = -1;
 else
  pool->sectors_per_block_shift = __ffs(block_size);
 pool->low_water_blocks = 0;
 pool_features_init(&pool->pf);
 pool->prison = dm_bio_prison_create();
 if (!pool->prison) {
  *error = "Error creating pool's bio prison";
  err_p = ERR_PTR(-ENOMEM);
  goto bad_prison;
 }

 pool->copier = dm_kcopyd_client_create(&dm_kcopyd_throttle);
 if (IS_ERR(pool->copier)) {
  r = PTR_ERR(pool->copier);
  *error = "Error creating pool's kcopyd client";
  err_p = ERR_PTR(r);
  goto bad_kcopyd_client;
 }

 /*
 * Create singlethreaded workqueue that will service all devices
 * that use this metadata.
 */
 pool->wq = alloc_ordered_workqueue("dm-" DM_MSG_PREFIX, WQ_MEM_RECLAIM);
 if (!pool->wq) {
  *error = "Error creating pool's workqueue";
  err_p = ERR_PTR(-ENOMEM);
  goto bad_wq;
 }

 throttle_init(&pool->throttle);
 INIT_WORK(&pool->worker, do_worker);
 INIT_DELAYED_WORK(&pool->waker, do_waker);
 INIT_DELAYED_WORK(&pool->no_space_timeout, do_no_space_timeout);
 spin_lock_init(&pool->lock);
 bio_list_init(&pool->deferred_flush_bios);
 bio_list_init(&pool->deferred_flush_completions);
 INIT_LIST_HEAD(&pool->prepared_mappings);
 INIT_LIST_HEAD(&pool->prepared_discards);
 INIT_LIST_HEAD(&pool->prepared_discards_pt2);
 INIT_LIST_HEAD(&pool->active_thins);
 pool->low_water_triggered = false;
 pool->suspended = true;
 pool->out_of_data_space = false;

 pool->shared_read_ds = dm_deferred_set_create();
 if (!pool->shared_read_ds) {
  *error = "Error creating pool's shared read deferred set";
  err_p = ERR_PTR(-ENOMEM);
  goto bad_shared_read_ds;
 }

 pool->all_io_ds = dm_deferred_set_create();
 if (!pool->all_io_ds) {
  *error = "Error creating pool's all io deferred set";
  err_p = ERR_PTR(-ENOMEM);
  goto bad_all_io_ds;
 }

 pool->next_mapping = NULL;
 r = mempool_init_slab_pool(&pool->mapping_pool, MAPPING_POOL_SIZE,
       _new_mapping_cache);
 if (r) {
  *error = "Error creating pool's mapping mempool";
  err_p = ERR_PTR(r);
  goto bad_mapping_pool;
 }

 pool->cell_sort_array =
  vmalloc(array_size(CELL_SORT_ARRAY_SIZE,
       sizeof(*pool->cell_sort_array)));
 if (!pool->cell_sort_array) {
  *error = "Error allocating cell sort array";
  err_p = ERR_PTR(-ENOMEM);
  goto bad_sort_array;
 }

 pool->ref_count = 1;
 pool->last_commit_jiffies = jiffies;
 pool->pool_md = pool_md;
 pool->md_dev = metadata_dev;
 pool->data_dev = data_dev;
 __pool_table_insert(pool);

 return pool;

bad_sort_array:
 mempool_exit(&pool->mapping_pool);
bad_mapping_pool:
 dm_deferred_set_destroy(pool->all_io_ds);
bad_all_io_ds:
 dm_deferred_set_destroy(pool->shared_read_ds);
bad_shared_read_ds:
 destroy_workqueue(pool->wq);
bad_wq:
 dm_kcopyd_client_destroy(pool->copier);
bad_kcopyd_client:
 dm_bio_prison_destroy(pool->prison);
bad_prison:
 kfree(pool);
bad_pool:
 if (dm_pool_metadata_close(pmd))
  DMWARN("%s: dm_pool_metadata_close() failed.", __func__);

 return err_p;
}

static void __pool_inc(struct pool *pool)
{
 BUG_ON(!mutex_is_locked(&dm_thin_pool_table.mutex));
 pool->ref_count++;
}

static void __pool_dec(struct pool *pool)
{
 BUG_ON(!mutex_is_locked(&dm_thin_pool_table.mutex));
 BUG_ON(!pool->ref_count);
 if (!--pool->ref_count)
  __pool_destroy(pool);
}

static struct pool *__pool_find(struct mapped_device *pool_md,
    struct block_device *metadata_dev,
    struct block_device *data_dev,
    unsigned long block_size, int read_only,
    char **error, int *created)
{
 struct pool *pool = __pool_table_lookup_metadata_dev(metadata_dev);

 if (pool) {
  if (pool->pool_md != pool_md) {
   *error = "metadata device already in use by a pool";
   return ERR_PTR(-EBUSY);
  }
  if (pool->data_dev != data_dev) {
   *error = "data device already in use by a pool";
   return ERR_PTR(-EBUSY);
  }
  __pool_inc(pool);

 } else {
  pool = __pool_table_lookup(pool_md);
  if (pool) {
   if (pool->md_dev != metadata_dev || pool->data_dev != data_dev) {
    *error = "different pool cannot replace a pool";
    return ERR_PTR(-EINVAL);
   }
   __pool_inc(pool);

  } else {
   pool = pool_create(pool_md, metadata_dev, data_dev, block_size, read_only, error);
   *created = 1;
  }
 }

 return pool;
}

/*
 *--------------------------------------------------------------
 * Pool target methods
 *--------------------------------------------------------------
 */
static void pool_dtr(struct dm_target *ti)
{
 struct pool_c *pt = ti->private;

 mutex_lock(&dm_thin_pool_table.mutex);

 unbind_control_target(pt->pool, ti);
 __pool_dec(pt->pool);
 dm_put_device(ti, pt->metadata_dev);
 dm_put_device(ti, pt->data_dev);
 kfree(pt);

 mutex_unlock(&dm_thin_pool_table.mutex);
}

static int parse_pool_features(struct dm_arg_set *as, struct pool_features *pf,
          struct dm_target *ti)
{
 int r;
 unsigned int argc;
 const char *arg_name;

 static const struct dm_arg _args[] = {
  {0, 4, "Invalid number of pool feature arguments"},
 };

 /*
 * No feature arguments supplied.
 */
 if (!as->argc)
  return 0;

 r = dm_read_arg_group(_args, as, &argc, &ti->error);
 if (r)
  return -EINVAL;

 while (argc && !r) {
  arg_name = dm_shift_arg(as);
  argc--;

  if (!strcasecmp(arg_name, "skip_block_zeroing"))
   pf->zero_new_blocks = false;

  else if (!strcasecmp(arg_name, "ignore_discard"))
   pf->discard_enabled = false;

  else if (!strcasecmp(arg_name, "no_discard_passdown"))
   pf->discard_passdown = false;

  else if (!strcasecmp(arg_name, "read_only"))
   pf->mode = PM_READ_ONLY;

  else if (!strcasecmp(arg_name, "error_if_no_space"))
   pf->error_if_no_space = true;

  else {
   ti->error = "Unrecognised pool feature requested";
   r = -EINVAL;
   break;
  }
 }

 return r;
}

static void metadata_low_callback(void *context)
{
 struct pool *pool = context;

 DMWARN("%s: reached low water mark for metadata device: sending event.",
        dm_device_name(pool->pool_md));

 dm_table_event(pool->ti->table);
}

/*
 * We need to flush the data device **before** committing the metadata.
 *
 * This ensures that the data blocks of any newly inserted mappings are
 * properly written to non-volatile storage and won't be lost in case of a
 * crash.
 *
 * Failure to do so can result in data corruption in the case of internal or
 * external snapshots and in the case of newly provisioned blocks, when block
 * zeroing is enabled.
 */
static int metadata_pre_commit_callback(void *context)
{
 struct pool *pool = context;

 return blkdev_issue_flush(pool->data_dev);
}

static sector_t get_dev_size(struct block_device *bdev)
{
 return bdev_nr_sectors(bdev);
}

static void warn_if_metadata_device_too_big(struct block_device *bdev)
{
 sector_t metadata_dev_size = get_dev_size(bdev);

 if (metadata_dev_size > THIN_METADATA_MAX_SECTORS_WARNING)
  DMWARN("Metadata device %pg is larger than %u sectors: excess space will not be used.",
         bdev, THIN_METADATA_MAX_SECTORS);
}

static sector_t get_metadata_dev_size(struct block_device *bdev)
{
 sector_t metadata_dev_size = get_dev_size(bdev);

 if (metadata_dev_size > THIN_METADATA_MAX_SECTORS)
  metadata_dev_size = THIN_METADATA_MAX_SECTORS;

 return metadata_dev_size;
}

static dm_block_t get_metadata_dev_size_in_blocks(struct block_device *bdev)
{
 sector_t metadata_dev_size = get_metadata_dev_size(bdev);

 sector_div(metadata_dev_size, THIN_METADATA_BLOCK_SIZE);

 return metadata_dev_size;
}

/*
 * When a metadata threshold is crossed a dm event is triggered, and
 * userland should respond by growing the metadata device.  We could let
 * userland set the threshold, like we do with the data threshold, but I'm
 * not sure they know enough to do this well.
 */
static dm_block_t calc_metadata_threshold(struct pool_c *pt)
{
 /*
 * 4M is ample for all ops with the possible exception of thin
 * device deletion which is harmless if it fails (just retry the
 * delete after you've grown the device).
 */
 dm_block_t quarter = get_metadata_dev_size_in_blocks(pt->metadata_dev->bdev) / 4;

 return min((dm_block_t)1024ULL /* 4M */, quarter);
}

/*
 * thin-pool <metadata dev> <data dev>
 *      <data block size (sectors)>
 *      <low water mark (blocks)>
 *      [<#feature args> [<arg>]*]
 *
 * Optional feature arguments are:
 *      skip_block_zeroing: skips the zeroing of newly-provisioned blocks.
 *      ignore_discard: disable discard
 *      no_discard_passdown: don't pass discards down to the data device
 *      read_only: Don't allow any changes to be made to the pool metadata.
 *      error_if_no_space: error IOs, instead of queueing, if no space.
 */
static int pool_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
{
 int r, pool_created = 0;
 struct pool_c *pt;
 struct pool *pool;
 struct pool_features pf;
 struct dm_arg_set as;
 struct dm_dev *data_dev;
 unsigned long block_size;
 dm_block_t low_water_blocks;
 struct dm_dev *metadata_dev;
 blk_mode_t metadata_mode;

 /*
 * FIXME Remove validation from scope of lock.
 */
 mutex_lock(&dm_thin_pool_table.mutex);

 if (argc < 4) {
  ti->error = "Invalid argument count";
  r = -EINVAL;
  goto out_unlock;
 }

 as.argc = argc;
 as.argv = argv;

 /* make sure metadata and data are different devices */
 if (!strcmp(argv[0], argv[1])) {
  ti->error = "Error setting metadata or data device";
  r = -EINVAL;
  goto out_unlock;
 }

 /*
 * Set default pool features.
 */
 pool_features_init(&pf);

 dm_consume_args(&as, 4);
 r = parse_pool_features(&as, &pf, ti);
 if (r)
  goto out_unlock;

 metadata_mode = BLK_OPEN_READ |
  ((pf.mode == PM_READ_ONLY) ? 0 : BLK_OPEN_WRITE);
 r = dm_get_device(ti, argv[0], metadata_mode, &metadata_dev);
 if (r) {
  ti->error = "Error opening metadata block device";
  goto out_unlock;
 }
 warn_if_metadata_device_too_big(metadata_dev->bdev);

 r = dm_get_device(ti, argv[1], BLK_OPEN_READ | BLK_OPEN_WRITE, &data_dev);
 if (r) {
  ti->error = "Error getting data device";
  goto out_metadata;
 }

 if (kstrtoul(argv[2], 10, &block_size) || !block_size ||
     block_size < DATA_DEV_BLOCK_SIZE_MIN_SECTORS ||
     block_size > DATA_DEV_BLOCK_SIZE_MAX_SECTORS ||
     block_size & (DATA_DEV_BLOCK_SIZE_MIN_SECTORS - 1)) {
  ti->error = "Invalid block size";
  r = -EINVAL;
  goto out;
 }

 if (kstrtoull(argv[3], 10, (unsigned long long *)&low_water_blocks)) {
  ti->error = "Invalid low water mark";
  r = -EINVAL;
  goto out;
 }

 pt = kzalloc(sizeof(*pt), GFP_KERNEL);
 if (!pt) {
  r = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 pool = __pool_find(dm_table_get_md(ti->table), metadata_dev->bdev, data_dev->bdev,
      block_size, pf.mode == PM_READ_ONLY, &ti->error, &pool_created);
 if (IS_ERR(pool)) {
  r = PTR_ERR(pool);
  goto out_free_pt;
 }

 /*
 * 'pool_created' reflects whether this is the first table load.
 * Top level discard support is not allowed to be changed after
 * initial load.  This would require a pool reload to trigger thin
 * device changes.
 */
 if (!pool_created && pf.discard_enabled != pool->pf.discard_enabled) {
  ti->error = "Discard support cannot be disabled once enabled";
  r = -EINVAL;
  goto out_flags_changed;
 }

 pt->pool = pool;
 pt->ti = ti;
 pt->metadata_dev = metadata_dev;
 pt->data_dev = data_dev;
 pt->low_water_blocks = low_water_blocks;
 pt->adjusted_pf = pt->requested_pf = pf;
 ti->num_flush_bios = 1;
 ti->limit_swap_bios = true;

 /*
 * Only need to enable discards if the pool should pass
 * them down to the data device.  The thin device's discard
 * processing will cause mappings to be removed from the btree.
 */
 if (pf.discard_enabled && pf.discard_passdown) {
  ti->num_discard_bios = 1;
  /*
 * Setting 'discards_supported' circumvents the normal
 * stacking of discard limits (this keeps the pool and
 * thin devices' discard limits consistent).
 */
  ti->discards_supported = true;
  ti->max_discard_granularity = true;
 }
 ti->private = pt;

 r = dm_pool_register_metadata_threshold(pt->pool->pmd,
      calc_metadata_threshold(pt),
      metadata_low_callback,
      pool);
 if (r) {
  ti->error = "Error registering metadata threshold";
  goto out_flags_changed;
 }

 dm_pool_register_pre_commit_callback(pool->pmd,
          metadata_pre_commit_callback, pool);

 mutex_unlock(&dm_thin_pool_table.mutex);

 return 0;

out_flags_changed:
 __pool_dec(pool);
out_free_pt:
 kfree(pt);
out:
 dm_put_device(ti, data_dev);
out_metadata:
 dm_put_device(ti, metadata_dev);
out_unlock:
 mutex_unlock(&dm_thin_pool_table.mutex);

 return r;
}

static int pool_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio)
{
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;

 /*
 * As this is a singleton target, ti->begin is always zero.
 */
 spin_lock_irq(&pool->lock);
 bio_set_dev(bio, pt->data_dev->bdev);
 spin_unlock_irq(&pool->lock);

 return DM_MAPIO_REMAPPED;
}

static int maybe_resize_data_dev(struct dm_target *ti, bool *need_commit)
{
 int r;
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;
 sector_t data_size = ti->len;
 dm_block_t sb_data_size;

 *need_commit = false;

 (void) sector_div(data_size, pool->sectors_per_block);

 r = dm_pool_get_data_dev_size(pool->pmd, &sb_data_size);
 if (r) {
  DMERR("%s: failed to retrieve data device size",
        dm_device_name(pool->pool_md));
  return r;
 }

 if (data_size < sb_data_size) {
  DMERR("%s: pool target (%llu blocks) too small: expected %llu",
        dm_device_name(pool->pool_md),
        (unsigned long long)data_size, sb_data_size);
  return -EINVAL;

 } else if (data_size > sb_data_size) {
  if (dm_pool_metadata_needs_check(pool->pmd)) {
   DMERR("%s: unable to grow the data device until repaired.",
         dm_device_name(pool->pool_md));
   return 0;
  }

  if (sb_data_size)
   DMINFO("%s: growing the data device from %llu to %llu blocks",
          dm_device_name(pool->pool_md),
          sb_data_size, (unsigned long long)data_size);
  r = dm_pool_resize_data_dev(pool->pmd, data_size);
  if (r) {
   metadata_operation_failed(pool, "dm_pool_resize_data_dev", r);
   return r;
  }

  *need_commit = true;
 }

 return 0;
}

static int maybe_resize_metadata_dev(struct dm_target *ti, bool *need_commit)
{
 int r;
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;
 dm_block_t metadata_dev_size, sb_metadata_dev_size;

 *need_commit = false;

 metadata_dev_size = get_metadata_dev_size_in_blocks(pool->md_dev);

 r = dm_pool_get_metadata_dev_size(pool->pmd, &sb_metadata_dev_size);
 if (r) {
  DMERR("%s: failed to retrieve metadata device size",
        dm_device_name(pool->pool_md));
  return r;
 }

 if (metadata_dev_size < sb_metadata_dev_size) {
  DMERR("%s: metadata device (%llu blocks) too small: expected %llu",
        dm_device_name(pool->pool_md),
        metadata_dev_size, sb_metadata_dev_size);
  return -EINVAL;

 } else if (metadata_dev_size > sb_metadata_dev_size) {
  if (dm_pool_metadata_needs_check(pool->pmd)) {
   DMERR("%s: unable to grow the metadata device until repaired.",
         dm_device_name(pool->pool_md));
   return 0;
  }

  warn_if_metadata_device_too_big(pool->md_dev);
  DMINFO("%s: growing the metadata device from %llu to %llu blocks",
         dm_device_name(pool->pool_md),
         sb_metadata_dev_size, metadata_dev_size);

  if (get_pool_mode(pool) == PM_OUT_OF_METADATA_SPACE)
   set_pool_mode(pool, PM_WRITE);

  r = dm_pool_resize_metadata_dev(pool->pmd, metadata_dev_size);
  if (r) {
   metadata_operation_failed(pool, "dm_pool_resize_metadata_dev", r);
   return r;
  }

  *need_commit = true;
 }

 return 0;
}

/*
 * Retrieves the number of blocks of the data device from
 * the superblock and compares it to the actual device size,
 * thus resizing the data device in case it has grown.
 *
 * This both copes with opening preallocated data devices in the ctr
 * being followed by a resume
 * -and-
 * calling the resume method individually after userspace has
 * grown the data device in reaction to a table event.
 */
static int pool_preresume(struct dm_target *ti)
{
 int r;
 bool need_commit1, need_commit2;
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;

 /*
 * Take control of the pool object.
 */
 r = bind_control_target(pool, ti);
 if (r)
  goto out;

 r = maybe_resize_data_dev(ti, &need_commit1);
 if (r)
  goto out;

 r = maybe_resize_metadata_dev(ti, &need_commit2);
 if (r)
  goto out;

 if (need_commit1 || need_commit2)
  (void) commit(pool);
out:
 /*
 * When a thin-pool is PM_FAIL, it cannot be rebuilt if
 * bio is in deferred list. Therefore need to return 0
 * to allow pool_resume() to flush IO.
 */
 if (r && get_pool_mode(pool) == PM_FAIL)
  r = 0;

 return r;
}

static void pool_suspend_active_thins(struct pool *pool)
{
 struct thin_c *tc;

 /* Suspend all active thin devices */
 tc = get_first_thin(pool);
 while (tc) {
  dm_internal_suspend_noflush(tc->thin_md);
  tc = get_next_thin(pool, tc);
 }
}

static void pool_resume_active_thins(struct pool *pool)
{
 struct thin_c *tc;

 /* Resume all active thin devices */
 tc = get_first_thin(pool);
 while (tc) {
  dm_internal_resume(tc->thin_md);
  tc = get_next_thin(pool, tc);
 }
}

static void pool_resume(struct dm_target *ti)
{
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;

 /*
 * Must requeue active_thins' bios and then resume
 * active_thins _before_ clearing 'suspend' flag.
 */
 requeue_bios(pool);
 pool_resume_active_thins(pool);

 spin_lock_irq(&pool->lock);
 pool->low_water_triggered = false;
 pool->suspended = false;
 spin_unlock_irq(&pool->lock);

 do_waker(&pool->waker.work);
}

static void pool_presuspend(struct dm_target *ti)
{
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;

 spin_lock_irq(&pool->lock);
 pool->suspended = true;
 spin_unlock_irq(&pool->lock);

 pool_suspend_active_thins(pool);
}

static void pool_presuspend_undo(struct dm_target *ti)
{
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;

 pool_resume_active_thins(pool);

 spin_lock_irq(&pool->lock);
 pool->suspended = false;
 spin_unlock_irq(&pool->lock);
}

static void pool_postsuspend(struct dm_target *ti)
{
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;

 cancel_delayed_work_sync(&pool->waker);
 cancel_delayed_work_sync(&pool->no_space_timeout);
 flush_workqueue(pool->wq);
 (void) commit(pool);
}

static int check_arg_count(unsigned int argc, unsigned int args_required)
{
 if (argc != args_required) {
  DMWARN("Message received with %u arguments instead of %u.",
         argc, args_required);
  return -EINVAL;
 }

 return 0;
}

static int read_dev_id(char *arg, dm_thin_id *dev_id, int warning)
{
 if (!kstrtoull(arg, 10, (unsigned long long *)dev_id) &&
     *dev_id <= MAX_DEV_ID)
  return 0;

 if (warning)
  DMWARN("Message received with invalid device id: %s", arg);

 return -EINVAL;
}

static int process_create_thin_mesg(unsigned int argc, char **argv, struct pool *pool)
{
 dm_thin_id dev_id;
 int r;

 r = check_arg_count(argc, 2);
 if (r)
  return r;

 r = read_dev_id(argv[1], &dev_id, 1);
 if (r)
  return r;

 r = dm_pool_create_thin(pool->pmd, dev_id);
 if (r) {
  DMWARN("Creation of new thinly-provisioned device with id %s failed.",
         argv[1]);
  return r;
 }

 return 0;
}

static int process_create_snap_mesg(unsigned int argc, char **argv, struct pool *pool)
{
 dm_thin_id dev_id;
 dm_thin_id origin_dev_id;
 int r;

 r = check_arg_count(argc, 3);
 if (r)
  return r;

 r = read_dev_id(argv[1], &dev_id, 1);
 if (r)
  return r;

 r = read_dev_id(argv[2], &origin_dev_id, 1);
 if (r)
  return r;

 r = dm_pool_create_snap(pool->pmd, dev_id, origin_dev_id);
 if (r) {
  DMWARN("Creation of new snapshot %s of device %s failed.",
         argv[1], argv[2]);
  return r;
 }

 return 0;
}

static int process_delete_mesg(unsigned int argc, char **argv, struct pool *pool)
{
 dm_thin_id dev_id;
 int r;

 r = check_arg_count(argc, 2);
 if (r)
  return r;

 r = read_dev_id(argv[1], &dev_id, 1);
 if (r)
  return r;

 r = dm_pool_delete_thin_device(pool->pmd, dev_id);
 if (r)
  DMWARN("Deletion of thin device %s failed.", argv[1]);

 return r;
}

static int process_set_transaction_id_mesg(unsigned int argc, char **argv, struct pool *pool)
{
 dm_thin_id old_id, new_id;
 int r;

 r = check_arg_count(argc, 3);
 if (r)
  return r;

 if (kstrtoull(argv[1], 10, (unsigned long long *)&old_id)) {
  DMWARN("set_transaction_id message: Unrecognised id %s.", argv[1]);
  return -EINVAL;
 }

 if (kstrtoull(argv[2], 10, (unsigned long long *)&new_id)) {
  DMWARN("set_transaction_id message: Unrecognised new id %s.", argv[2]);
  return -EINVAL;
 }

 r = dm_pool_set_metadata_transaction_id(pool->pmd, old_id, new_id);
 if (r) {
  DMWARN("Failed to change transaction id from %s to %s.",
         argv[1], argv[2]);
  return r;
 }

 return 0;
}

static int process_reserve_metadata_snap_mesg(unsigned int argc, char **argv, struct pool *pool)
{
 int r;

 r = check_arg_count(argc, 1);
 if (r)
  return r;

 (void) commit(pool);

 r = dm_pool_reserve_metadata_snap(pool->pmd);
 if (r)
  DMWARN("reserve_metadata_snap message failed.");

 return r;
}

static int process_release_metadata_snap_mesg(unsigned int argc, char **argv, struct pool *pool)
{
 int r;

 r = check_arg_count(argc, 1);
 if (r)
  return r;

 r = dm_pool_release_metadata_snap(pool->pmd);
 if (r)
  DMWARN("release_metadata_snap message failed.");

 return r;
}

/*
 * Messages supported:
 *   create_thin <dev_id>
 *   create_snap <dev_id> <origin_id>
 *   delete <dev_id>
 *   set_transaction_id <current_trans_id> <new_trans_id>
 *   reserve_metadata_snap
 *   release_metadata_snap
 */
static int pool_message(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv,
   char *result, unsigned int maxlen)
{
 int r = -EINVAL;
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;

 if (get_pool_mode(pool) >= PM_OUT_OF_METADATA_SPACE) {
  DMERR("%s: unable to service pool target messages in READ_ONLY or FAIL mode",
        dm_device_name(pool->pool_md));
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 if (!strcasecmp(argv[0], "create_thin"))
  r = process_create_thin_mesg(argc, argv, pool);

 else if (!strcasecmp(argv[0], "create_snap"))
  r = process_create_snap_mesg(argc, argv, pool);

 else if (!strcasecmp(argv[0], "delete"))
  r = process_delete_mesg(argc, argv, pool);

 else if (!strcasecmp(argv[0], "set_transaction_id"))
  r = process_set_transaction_id_mesg(argc, argv, pool);

 else if (!strcasecmp(argv[0], "reserve_metadata_snap"))
  r = process_reserve_metadata_snap_mesg(argc, argv, pool);

 else if (!strcasecmp(argv[0], "release_metadata_snap"))
  r = process_release_metadata_snap_mesg(argc, argv, pool);

 else
  DMWARN("Unrecognised thin pool target message received: %s", argv[0]);

 if (!r)
  (void) commit(pool);

 return r;
}

static void emit_flags(struct pool_features *pf, char *result,
         unsigned int sz, unsigned int maxlen)
{
 unsigned int count = !pf->zero_new_blocks + !pf->discard_enabled +
  !pf->discard_passdown + (pf->mode == PM_READ_ONLY) +
  pf->error_if_no_space;
 DMEMIT("%u ", count);

 if (!pf->zero_new_blocks)
  DMEMIT("skip_block_zeroing ");

 if (!pf->discard_enabled)
  DMEMIT("ignore_discard ");

 if (!pf->discard_passdown)
  DMEMIT("no_discard_passdown ");

 if (pf->mode == PM_READ_ONLY)
  DMEMIT("read_only ");

 if (pf->error_if_no_space)
  DMEMIT("error_if_no_space ");
}

/*
 * Status line is:
 *    <transaction id> <used metadata sectors>/<total metadata sectors>
 *    <used data sectors>/<total data sectors> <held metadata root>
 *    <pool mode> <discard config> <no space config> <needs_check>
 */
static void pool_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
   unsigned int status_flags, char *result, unsigned int maxlen)
{
 int r;
 unsigned int sz = 0;
 uint64_t transaction_id;
 dm_block_t nr_free_blocks_data;
 dm_block_t nr_free_blocks_metadata;
 dm_block_t nr_blocks_data;
 dm_block_t nr_blocks_metadata;
 dm_block_t held_root;
 enum pool_mode mode;
 char buf[BDEVNAME_SIZE];
 char buf2[BDEVNAME_SIZE];
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;

 switch (type) {
 case STATUSTYPE_INFO:
  if (get_pool_mode(pool) == PM_FAIL) {
   DMEMIT("Fail");
   break;
  }

  /* Commit to ensure statistics aren't out-of-date */
  if (!(status_flags & DM_STATUS_NOFLUSH_FLAG) && !dm_suspended(ti))
   (void) commit(pool);

  r = dm_pool_get_metadata_transaction_id(pool->pmd, &transaction_id);
  if (r) {
   DMERR("%s: dm_pool_get_metadata_transaction_id returned %d",
         dm_device_name(pool->pool_md), r);
   goto err;
  }

  r = dm_pool_get_free_metadata_block_count(pool->pmd, &nr_free_blocks_metadata);
  if (r) {
   DMERR("%s: dm_pool_get_free_metadata_block_count returned %d",
         dm_device_name(pool->pool_md), r);
   goto err;
  }

  r = dm_pool_get_metadata_dev_size(pool->pmd, &nr_blocks_metadata);
  if (r) {
   DMERR("%s: dm_pool_get_metadata_dev_size returned %d",
         dm_device_name(pool->pool_md), r);
   goto err;
  }

  r = dm_pool_get_free_block_count(pool->pmd, &nr_free_blocks_data);
  if (r) {
   DMERR("%s: dm_pool_get_free_block_count returned %d",
         dm_device_name(pool->pool_md), r);
   goto err;
  }

  r = dm_pool_get_data_dev_size(pool->pmd, &nr_blocks_data);
  if (r) {
   DMERR("%s: dm_pool_get_data_dev_size returned %d",
         dm_device_name(pool->pool_md), r);
   goto err;
  }

  r = dm_pool_get_metadata_snap(pool->pmd, &held_root);
  if (r) {
   DMERR("%s: dm_pool_get_metadata_snap returned %d",
         dm_device_name(pool->pool_md), r);
   goto err;
  }

  DMEMIT("%llu %llu/%llu %llu/%llu ",
         (unsigned long long)transaction_id,
         (unsigned long long)(nr_blocks_metadata - nr_free_blocks_metadata),
         (unsigned long long)nr_blocks_metadata,
         (unsigned long long)(nr_blocks_data - nr_free_blocks_data),
         (unsigned long long)nr_blocks_data);

  if (held_root)
   DMEMIT("%llu ", held_root);
  else
   DMEMIT("- ");

  mode = get_pool_mode(pool);
  if (mode == PM_OUT_OF_DATA_SPACE)
   DMEMIT("out_of_data_space ");
  else if (is_read_only_pool_mode(mode))
   DMEMIT("ro ");
  else
   DMEMIT("rw ");

  if (!pool->pf.discard_enabled)
   DMEMIT("ignore_discard ");
  else if (pool->pf.discard_passdown)
   DMEMIT("discard_passdown ");
  else
   DMEMIT("no_discard_passdown ");

  if (pool->pf.error_if_no_space)
   DMEMIT("error_if_no_space ");
  else
   DMEMIT("queue_if_no_space ");

  if (dm_pool_metadata_needs_check(pool->pmd))
   DMEMIT("needs_check ");
  else
   DMEMIT("- ");

  DMEMIT("%llu ", (unsigned long long)calc_metadata_threshold(pt));

  break;

 case STATUSTYPE_TABLE:
  DMEMIT("%s %s %lu %llu ",
         format_dev_t(buf, pt->metadata_dev->bdev->bd_dev),
         format_dev_t(buf2, pt->data_dev->bdev->bd_dev),
         (unsigned long)pool->sectors_per_block,
         (unsigned long long)pt->low_water_blocks);
  emit_flags(&pt->requested_pf, result, sz, maxlen);
  break;

 case STATUSTYPE_IMA:
  *result = '\0';
  break;
 }
 return;

err:
 DMEMIT("Error");
}

static int pool_iterate_devices(struct dm_target *ti,
    iterate_devices_callout_fn fn, void *data)
{
 struct pool_c *pt = ti->private;

 return fn(ti, pt->data_dev, 0, ti->len, data);
}

static void pool_io_hints(struct dm_target *ti, struct queue_limits *limits)
{
 struct pool_c *pt = ti->private;
 struct pool *pool = pt->pool;
 sector_t io_opt_sectors = limits->io_opt >> SECTOR_SHIFT;

 /*
 * If max_sectors is smaller than pool->sectors_per_block adjust it
 * to the highest possible power-of-2 factor of pool->sectors_per_block.
 * This is especially beneficial when the pool's data device is a RAID
 * device that has a full stripe width that matches pool->sectors_per_block
 * -- because even though partial RAID stripe-sized IOs will be issued to a
 *    single RAID stripe; when aggregated they will end on a full RAID stripe
 *    boundary.. which avoids additional partial RAID stripe writes cascading
 */
 if (limits->max_sectors < pool->sectors_per_block) {
  while (!is_factor(pool->sectors_per_block, limits->max_sectors)) {
   if ((limits->max_sectors & (limits->max_sectors - 1)) == 0)
    limits->max_sectors--;
   limits->max_sectors = rounddown_pow_of_two(limits->max_sectors);
  }
 }

 /*
 * If the system-determined stacked limits are compatible with the
 * pool's blocksize (io_opt is a factor) do not override them.
 */
 if (io_opt_sectors < pool->sectors_per_block ||
     !is_factor(io_opt_sectors, pool->sectors_per_block)) {
  if (is_factor(pool->sectors_per_block, limits->max_sectors))
   limits->io_min = limits->max_sectors << SECTOR_SHIFT;
  else
   limits->io_min = pool->sectors_per_block << SECTOR_SHIFT;
  limits->io_opt = pool->sectors_per_block << SECTOR_SHIFT;
 }

 /*
 * pt->adjusted_pf is a staging area for the actual features to use.
 * They get transferred to the live pool in bind_control_target()
 * called from pool_preresume().
 */

 if (pt->adjusted_pf.discard_enabled) {
  disable_discard_passdown_if_not_supported(pt);
  if (!pt->adjusted_pf.discard_passdown)
   limits->max_hw_discard_sectors = 0;
  /*
 * The pool uses the same discard limits as the underlying data
 * device.  DM core has already set this up.
 */
 } else {
  /*
 * Must explicitly disallow stacking discard limits otherwise the
 * block layer will stack them if pool's data device has support.
 */
  limits->discard_granularity = 0;
 }
}

static struct target_type pool_target = {
 .name = "thin-pool",
 .features = DM_TARGET_SINGLETON | DM_TARGET_ALWAYS_WRITEABLE |
      DM_TARGET_IMMUTABLE | DM_TARGET_PASSES_CRYPTO,
 .version = {1, 24, 0},
 .module = THIS_MODULE,
 .ctr = pool_ctr,
 .dtr = pool_dtr,
 .map = pool_map,
 .presuspend = pool_presuspend,
 .presuspend_undo = pool_presuspend_undo,
 .postsuspend = pool_postsuspend,
 .preresume = pool_preresume,
 .resume = pool_resume,
 .message = pool_message,
 .status = pool_status,
 .iterate_devices = pool_iterate_devices,
 .io_hints = pool_io_hints,
};

/*
 *--------------------------------------------------------------
 * Thin target methods
 *--------------------------------------------------------------
 */
static void thin_get(struct thin_c *tc)
{
 refcount_inc(&tc->refcount);
}

static void thin_put(struct thin_c *tc)
{
 if (refcount_dec_and_test(&tc->refcount))
  complete(&tc->can_destroy);
}

static void thin_dtr(struct dm_target *ti)
{
 struct thin_c *tc = ti->private;

 spin_lock_irq(&tc->pool->lock);
 list_del_rcu(&tc->list);
 spin_unlock_irq(&tc->pool->lock);
 synchronize_rcu();

 thin_put(tc);
 wait_for_completion(&tc->can_destroy);

 mutex_lock(&dm_thin_pool_table.mutex);

 __pool_dec(tc->pool);
 dm_pool_close_thin_device(tc->td);
 dm_put_device(ti, tc->pool_dev);
 if (tc->origin_dev)
  dm_put_device(ti, tc->origin_dev);
 kfree(tc);

 mutex_unlock(&dm_thin_pool_table.mutex);
}

/*
 * Thin target parameters:
 *
 * <pool_dev> <dev_id> [origin_dev]
 *
 * pool_dev: the path to the pool (eg, /dev/mapper/my_pool)
 * dev_id: the internal device identifier
 * origin_dev: a device external to the pool that should act as the origin
 *
 * If the pool device has discards disabled, they get disabled for the thin
 * device as well.
 */
static int thin_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
{
 int r;
 struct thin_c *tc;
 struct dm_dev *pool_dev, *origin_dev;
 struct mapped_device *pool_md;

 mutex_lock(&dm_thin_pool_table.mutex);

 if (argc != 2 && argc != 3) {
  ti->error = "Invalid argument count";
  r = -EINVAL;
  goto out_unlock;
 }

 tc = ti->private = kzalloc(sizeof(*tc), GFP_KERNEL);
 if (!tc) {
  ti->error = "Out of memory";
  r = -ENOMEM;
  goto out_unlock;
 }
 tc->thin_md = dm_table_get_md(ti->table);
 spin_lock_init(&tc->lock);
 INIT_LIST_HEAD(&tc->deferred_cells);
 bio_list_init(&tc->deferred_bio_list);
 bio_list_init(&tc->retry_on_resume_list);
 tc->sort_bio_list = RB_ROOT;

 if (argc == 3) {
  if (!strcmp(argv[0], argv[2])) {
   ti->error = "Error setting origin device";
   r = -EINVAL;
   goto bad_origin_dev;
  }

  r = dm_get_device(ti, argv[2], BLK_OPEN_READ, &origin_dev);
  if (r) {
   ti->error = "Error opening origin device";
   goto bad_origin_dev;
  }
  tc->origin_dev = origin_dev;
 }

 r = dm_get_device(ti, argv[0], dm_table_get_mode(ti->table), &pool_dev);
 if (r) {
  ti->error = "Error opening pool device";
  goto bad_pool_dev;
 }
 tc->pool_dev = pool_dev;

 if (read_dev_id(argv[1], (unsigned long long *)&tc->dev_id, 0)) {
  ti->error = "Invalid device id";
  r = -EINVAL;
  goto bad_common;
 }

 pool_md = dm_get_md(tc->pool_dev->bdev->bd_dev);
 if (!pool_md) {
  ti->error = "Couldn't get pool mapped device";
  r = -EINVAL;
  goto bad_common;
 }

 tc->pool = __pool_table_lookup(pool_md);
 if (!tc->pool) {
  ti->error = "Couldn't find pool object";
  r = -EINVAL;
  goto bad_pool_lookup;
 }
 __pool_inc(tc->pool);

 if (get_pool_mode(tc->pool) == PM_FAIL) {
  ti->error = "Couldn't open thin device, Pool is in fail mode";
  r = -EINVAL;
  goto bad_pool;
 }

 r = dm_pool_open_thin_device(tc->pool->pmd, tc->dev_id, &tc->td);
 if (r) {
  ti->error = "Couldn't open thin internal device";
  goto bad_pool;
 }

 r = dm_set_target_max_io_len(ti, tc->pool->sectors_per_block);
 if (r)
  goto bad;

 ti->num_flush_bios = 1;
 ti->limit_swap_bios = true;
 ti->flush_supported = true;
 ti->accounts_remapped_io = true;
 ti->per_io_data_size = sizeof(struct dm_thin_endio_hook);

 /* In case the pool supports discards, pass them on. */
 if (tc->pool->pf.discard_enabled) {
  ti->discards_supported = true;
  ti->num_discard_bios = 1;
  ti->max_discard_granularity = true;
 }

 mutex_unlock(&dm_thin_pool_table.mutex);

 spin_lock_irq(&tc->pool->lock);
 if (tc->pool->suspended) {
  spin_unlock_irq(&tc->pool->lock);
  mutex_lock(&dm_thin_pool_table.mutex); /* reacquire for __pool_dec */
  ti->error = "Unable to activate thin device while pool is suspended";
  r = -EINVAL;
  goto bad;
 }
 refcount_set(&tc->refcount, 1);
 init_completion(&tc->can_destroy);
 list_add_tail_rcu(&tc->list, &tc->pool->active_thins);
 spin_unlock_irq(&tc->pool->lock);
 /*
 * This synchronize_rcu() call is needed here otherwise we risk a
 * wake_worker() call finding no bios to process (because the newly
 * added tc isn't yet visible).  So this reduces latency since we
 * aren't then dependent on the periodic commit to wake_worker().
 */
 synchronize_rcu();

 dm_put(pool_md);

 return 0;

bad:
 dm_pool_close_thin_device(tc->td);
bad_pool:
 __pool_dec(tc->pool);
bad_pool_lookup:
 dm_put(pool_md);
bad_common:
 dm_put_device(ti, tc->pool_dev);
bad_pool_dev:
 if (tc->origin_dev)
  dm_put_device(ti, tc->origin_dev);
bad_origin_dev:
 kfree(tc);
out_unlock:
 mutex_unlock(&dm_thin_pool_table.mutex);

 return r;
}

static int thin_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio)
{
 bio->bi_iter.bi_sector = dm_target_offset(ti, bio->bi_iter.bi_sector);

 return thin_bio_map(ti, bio);
}

static int thin_endio(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
  blk_status_t *err)
{
 unsigned long flags;
 struct dm_thin_endio_hook *h = dm_per_bio_data(bio, sizeof(struct dm_thin_endio_hook));
 struct list_head work;
 struct dm_thin_new_mapping *m, *tmp;
 struct pool *pool = h->tc->pool;

 if (h->shared_read_entry) {
  INIT_LIST_HEAD(&work);
  dm_deferred_entry_dec(h->shared_read_entry, &work);

  spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
  list_for_each_entry_safe(m, tmp, &work, list) {
   list_del(&m->list);
   __complete_mapping_preparation(m);
  }
  spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
 }

 if (h->all_io_entry) {
  INIT_LIST_HEAD(&work);
  dm_deferred_entry_dec(h->all_io_entry, &work);
  if (!list_empty(&work)) {
   spin_lock_irqsave(&pool->lock, flags);
   list_for_each_entry_safe(m, tmp, &work, list)
    list_add_tail(&m->list, &pool->prepared_discards);
   spin_unlock_irqrestore(&pool->lock, flags);
   wake_worker(pool);
  }
 }

 if (h->cell)
  cell_defer_no_holder(h->tc, h->cell);

 return DM_ENDIO_DONE;
}

static void thin_presuspend(struct dm_target *ti)
{
 struct thin_c *tc = ti->private;

 if (dm_noflush_suspending(ti))
  noflush_work(tc, do_noflush_start);
}

static void thin_postsuspend(struct dm_target *ti)
{
 struct thin_c *tc = ti->private;

 /*
 * The dm_noflush_suspending flag has been cleared by now, so
 * unfortunately we must always run this.
 */
 noflush_work(tc, do_noflush_stop);
}

static int thin_preresume(struct dm_target *ti)
{
 struct thin_c *tc = ti->private;

 if (tc->origin_dev)
  tc->origin_size = get_dev_size(tc->origin_dev->bdev);

 return 0;
}

/*
 * <nr mapped sectors> <highest mapped sector>
 */
static void thin_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
   unsigned int status_flags, char *result, unsigned int maxlen)
{
 int r;
 ssize_t sz = 0;
 dm_block_t mapped, highest;
 char buf[BDEVNAME_SIZE];
 struct thin_c *tc = ti->private;

 if (get_pool_mode(tc->pool) == PM_FAIL) {
  DMEMIT("Fail");
  return;
 }

 if (!tc->td)
  DMEMIT("-");
 else {
  switch (type) {
  case STATUSTYPE_INFO:
   r = dm_thin_get_mapped_count(tc->td, &mapped);
   if (r) {
    DMERR("dm_thin_get_mapped_count returned %d", r);
    goto err;
   }

   r = dm_thin_get_highest_mapped_block(tc->td, &highest);
   if (r < 0) {
    DMERR("dm_thin_get_highest_mapped_block returned %d", r);
    goto err;
   }

   DMEMIT("%llu ", mapped * tc->pool->sectors_per_block);
   if (r)
    DMEMIT("%llu", ((highest + 1) *
      tc->pool->sectors_per_block) - 1);
   else
    DMEMIT("-");
   break;

  case STATUSTYPE_TABLE:
   DMEMIT("%s %lu",
          format_dev_t(buf, tc->pool_dev->bdev->bd_dev),
          (unsigned long) tc->dev_id);
   if (tc->origin_dev)
    DMEMIT(" %s", format_dev_t(buf, tc->origin_dev->bdev->bd_dev));
   break;

  case STATUSTYPE_IMA:
   *result = '\0';
   break;
  }
 }

 return;

err:
 DMEMIT("Error");
}

static int thin_iterate_devices(struct dm_target *ti,
    iterate_devices_callout_fn fn, void *data)
{
 sector_t blocks;
 struct thin_c *tc = ti->private;
 struct pool *pool = tc->pool;

 /*
 * We can't call dm_pool_get_data_dev_size() since that blocks.  So
 * we follow a more convoluted path through to the pool's target.
 */
 if (!pool->ti)
  return 0; /* nothing is bound */

 blocks = pool->ti->len;
 (void) sector_div(blocks, pool->sectors_per_block);
 if (blocks)
  return fn(ti, tc->pool_dev, 0, pool->sectors_per_block * blocks, data);

 return 0;
}

static void thin_io_hints(struct dm_target *ti, struct queue_limits *limits)
{
 struct thin_c *tc = ti->private;
 struct pool *pool = tc->pool;

 if (pool->pf.discard_enabled) {
  limits->discard_granularity = pool->sectors_per_block << SECTOR_SHIFT;
  limits->max_hw_discard_sectors = pool->sectors_per_block * BIO_PRISON_MAX_RANGE;
 }
}

static struct target_type thin_target = {
 .name = "thin",
 .features = DM_TARGET_PASSES_CRYPTO,
 .version = {1, 24, 0},
 .module = THIS_MODULE,
 .ctr = thin_ctr,
 .dtr = thin_dtr,
 .map = thin_map,
 .end_io = thin_endio,
 .preresume = thin_preresume,
 .presuspend = thin_presuspend,
 .postsuspend = thin_postsuspend,
 .status = thin_status,
 .iterate_devices = thin_iterate_devices,
 .io_hints = thin_io_hints,
};

/*----------------------------------------------------------------*/

static int __init dm_thin_init(void)
{
 int r = -ENOMEM;

 pool_table_init();

 _new_mapping_cache = KMEM_CACHE(dm_thin_new_mapping, 0);
 if (!_new_mapping_cache)
  return r;

 r = dm_register_target(&thin_target);
 if (r)
  goto bad_new_mapping_cache;

 r = dm_register_target(&pool_target);
 if (r)
  goto bad_thin_target;

 return 0;

bad_thin_target:
 dm_unregister_target(&thin_target);
bad_new_mapping_cache:
 kmem_cache_destroy(_new_mapping_cache);

 return r;
}

static void dm_thin_exit(void)
{
 dm_unregister_target(&thin_target);
 dm_unregister_target(&pool_target);

 kmem_cache_destroy(_new_mapping_cache);

 pool_table_exit();
}

module_init(dm_thin_init);
module_exit(dm_thin_exit);

module_param_named(no_space_timeout, no_space_timeout_secs, uint, 0644);
MODULE_PARM_DESC(no_space_timeout, "Out of data space queue IO timeout in seconds");

MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " thin provisioning target");
MODULE_AUTHOR("Joe Thornber <dm-devel@lists.linux.dev>");
MODULE_LICENSE("GPL");