Quelle  dm-thin-metadata.c   Sprache: C

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

#include "dm-thin-metadata.h"
#include "persistent-data/dm-btree.h"
#include "persistent-data/dm-space-map.h"
#include "persistent-data/dm-space-map-disk.h"
#include "persistent-data/dm-transaction-manager.h"

#include <linux/list.h>
#include <linux/device-mapper.h>
#include <linux/workqueue.h>

/*
 *--------------------------------------------------------------------------
 * As far as the metadata goes, there is:
 *
 * - A superblock in block zero, taking up fewer than 512 bytes for
 *   atomic writes.
 *
 * - A space map managing the metadata blocks.
 *
 * - A space map managing the data blocks.
 *
 * - A btree mapping our internal thin dev ids onto struct disk_device_details.
 *
 * - A hierarchical btree, with 2 levels which effectively maps (thin
 *   dev id, virtual block) -> block_time.  Block time is a 64-bit
 *   field holding the time in the low 24 bits, and block in the top 40
 *   bits.
 *
 * BTrees consist solely of btree_nodes, that fill a block.  Some are
 * internal nodes, as such their values are a __le64 pointing to other
 * nodes.  Leaf nodes can store data of any reasonable size (ie. much
 * smaller than the block size).  The nodes consist of the header,
 * followed by an array of keys, followed by an array of values.  We have
 * to binary search on the keys so they're all held together to help the
 * cpu cache.
 *
 * Space maps have 2 btrees:
 *
 * - One maps a uint64_t onto a struct index_entry.  Which points to a
 *   bitmap block, and has some details about how many free entries there
 *   are etc.
 *
 * - The bitmap blocks have a header (for the checksum).  Then the rest
 *   of the block is pairs of bits.  With the meaning being:
 *
 *   0 - ref count is 0
 *   1 - ref count is 1
 *   2 - ref count is 2
 *   3 - ref count is higher than 2
 *
 * - If the count is higher than 2 then the ref count is entered in a
 *   second btree that directly maps the block_address to a uint32_t ref
 *   count.
 *
 * The space map metadata variant doesn't have a bitmaps btree.  Instead
 * it has one single blocks worth of index_entries.  This avoids
 * recursive issues with the bitmap btree needing to allocate space in
 * order to insert.  With a small data block size such as 64k the
 * metadata support data devices that are hundreds of terrabytes.
 *
 * The space maps allocate space linearly from front to back.  Space that
 * is freed in a transaction is never recycled within that transaction.
 * To try and avoid fragmenting _free_ space the allocator always goes
 * back and fills in gaps.
 *
 * All metadata io is in THIN_METADATA_BLOCK_SIZE sized/aligned chunks
 * from the block manager.
 *--------------------------------------------------------------------------
 */

#define DM_MSG_PREFIX   "thin metadata"

#define THIN_SUPERBLOCK_MAGIC 27022010
#define THIN_SUPERBLOCK_LOCATION 0
#define THIN_VERSION 2
#define SECTOR_TO_BLOCK_SHIFT 3

/*
 * For btree insert:
 *  3 for btree insert +
 *  2 for btree lookup used within space map
 * For btree remove:
 *  2 for shadow spine +
 *  4 for rebalance 3 child node
 */
#define THIN_MAX_CONCURRENT_LOCKS 6

/* This should be plenty */
#define SPACE_MAP_ROOT_SIZE 128

/*
 * Little endian on-disk superblock and device details.
 */
struct thin_disk_superblock {
 __le32 csum; /* Checksum of superblock except for this field. */
 __le32 flags;
 __le64 blocknr; /* This block number, dm_block_t. */

 __u8 uuid[16];
 __le64 magic;
 __le32 version;
 __le32 time;

 __le64 trans_id;

 /*
 * Root held by userspace transactions.
 */
 __le64 held_root;

 __u8 data_space_map_root[SPACE_MAP_ROOT_SIZE];
 __u8 metadata_space_map_root[SPACE_MAP_ROOT_SIZE];

 /*
 * 2-level btree mapping (dev_id, (dev block, time)) -> data block
 */
 __le64 data_mapping_root;

 /*
 * Device detail root mapping dev_id -> device_details
 */
 __le64 device_details_root;

 __le32 data_block_size;  /* In 512-byte sectors. */

 __le32 metadata_block_size; /* In 512-byte sectors. */
 __le64 metadata_nr_blocks;

 __le32 compat_flags;
 __le32 compat_ro_flags;
 __le32 incompat_flags;
} __packed;

struct disk_device_details {
 __le64 mapped_blocks;
 __le64 transaction_id;  /* When created. */
 __le32 creation_time;
 __le32 snapshotted_time;
} __packed;

struct dm_pool_metadata {
 struct hlist_node hash;

 struct block_device *bdev;
 struct dm_block_manager *bm;
 struct dm_space_map *metadata_sm;
 struct dm_space_map *data_sm;
 struct dm_transaction_manager *tm;
 struct dm_transaction_manager *nb_tm;

 /*
 * Two-level btree.
 * First level holds thin_dev_t.
 * Second level holds mappings.
 */
 struct dm_btree_info info;

 /*
 * Non-blocking version of the above.
 */
 struct dm_btree_info nb_info;

 /*
 * Just the top level for deleting whole devices.
 */
 struct dm_btree_info tl_info;

 /*
 * Just the bottom level for creating new devices.
 */
 struct dm_btree_info bl_info;

 /*
 * Describes the device details btree.
 */
 struct dm_btree_info details_info;

 struct rw_semaphore root_lock;
 uint32_t time;
 dm_block_t root;
 dm_block_t details_root;
 struct list_head thin_devices;
 uint64_t trans_id;
 unsigned long flags;
 sector_t data_block_size;

 /*
 * Pre-commit callback.
 *
 * This allows the thin provisioning target to run a callback before
 * the metadata are committed.
 */
 dm_pool_pre_commit_fn pre_commit_fn;
 void *pre_commit_context;

 /*
 * We reserve a section of the metadata for commit overhead.
 * All reported space does *not* include this.
 */
 dm_block_t metadata_reserve;

 /*
 * Set if a transaction has to be aborted but the attempt to roll back
 * to the previous (good) transaction failed.  The only pool metadata
 * operation possible in this state is the closing of the device.
 */
 bool fail_io:1;

 /*
 * Set once a thin-pool has been accessed through one of the interfaces
 * that imply the pool is in-service (e.g. thin devices created/deleted,
 * thin-pool message, metadata snapshots, etc).
 */
 bool in_service:1;

 /*
 * Reading the space map roots can fail, so we read it into these
 * buffers before the superblock is locked and updated.
 */
 __u8 data_space_map_root[SPACE_MAP_ROOT_SIZE];
 __u8 metadata_space_map_root[SPACE_MAP_ROOT_SIZE];
};

struct dm_thin_device {
 struct list_head list;
 struct dm_pool_metadata *pmd;
 dm_thin_id id;

 int open_count;
 bool changed:1;
 bool aborted_with_changes:1;
 uint64_t mapped_blocks;
 uint64_t transaction_id;
 uint32_t creation_time;
 uint32_t snapshotted_time;
};

/*
 *--------------------------------------------------------------
 * superblock validator
 *--------------------------------------------------------------
 */
#define SUPERBLOCK_CSUM_XOR 160774

static void sb_prepare_for_write(const struct dm_block_validator *v,
     struct dm_block *b,
     size_t block_size)
{
 struct thin_disk_superblock *disk_super = dm_block_data(b);

 disk_super->blocknr = cpu_to_le64(dm_block_location(b));
 disk_super->csum = cpu_to_le32(dm_bm_checksum(&disk_super->flags,
            block_size - sizeof(__le32),
            SUPERBLOCK_CSUM_XOR));
}

static int sb_check(const struct dm_block_validator *v,
      struct dm_block *b,
      size_t block_size)
{
 struct thin_disk_superblock *disk_super = dm_block_data(b);
 __le32 csum_le;

 if (dm_block_location(b) != le64_to_cpu(disk_super->blocknr)) {
  DMERR("%s failed: blocknr %llu: wanted %llu",
        __func__, le64_to_cpu(disk_super->blocknr),
        (unsigned long long)dm_block_location(b));
  return -ENOTBLK;
 }

 if (le64_to_cpu(disk_super->magic) != THIN_SUPERBLOCK_MAGIC) {
  DMERR("%s failed: magic %llu: wanted %llu",
        __func__, le64_to_cpu(disk_super->magic),
        (unsigned long long)THIN_SUPERBLOCK_MAGIC);
  return -EILSEQ;
 }

 csum_le = cpu_to_le32(dm_bm_checksum(&disk_super->flags,
          block_size - sizeof(__le32),
          SUPERBLOCK_CSUM_XOR));
 if (csum_le != disk_super->csum) {
  DMERR("%s failed: csum %u: wanted %u",
        __func__, le32_to_cpu(csum_le), le32_to_cpu(disk_super->csum));
  return -EILSEQ;
 }

 return 0;
}

static const struct dm_block_validator sb_validator = {
 .name = "superblock",
 .prepare_for_write = sb_prepare_for_write,
 .check = sb_check
};

/*
 *--------------------------------------------------------------
 * Methods for the btree value types
 *--------------------------------------------------------------
 */
static uint64_t pack_block_time(dm_block_t b, uint32_t t)
{
 return (b << 24) | t;
}

static void unpack_block_time(uint64_t v, dm_block_t *b, uint32_t *t)
{
 *b = v >> 24;
 *t = v & ((1 << 24) - 1);
}

/*
 * It's more efficient to call dm_sm_{inc,dec}_blocks as few times as
 * possible.  'with_runs' reads contiguous runs of blocks, and calls the
 * given sm function.
 */
typedef int (*run_fn)(struct dm_space_map *, dm_block_t, dm_block_t);

static void with_runs(struct dm_space_map *sm, const __le64 *value_le, unsigned int count, run_fn fn)
{
 uint64_t b, begin, end;
 uint32_t t;
 bool in_run = false;
 unsigned int i;

 for (i = 0; i < count; i++, value_le++) {
  /* We know value_le is 8 byte aligned */
  unpack_block_time(le64_to_cpu(*value_le), &b, &t);

  if (in_run) {
   if (b == end) {
    end++;
   } else {
    fn(sm, begin, end);
    begin = b;
    end = b + 1;
   }
  } else {
   in_run = true;
   begin = b;
   end = b + 1;
  }
 }

 if (in_run)
  fn(sm, begin, end);
}

static void data_block_inc(void *context, const void *value_le, unsigned int count)
{
 with_runs((struct dm_space_map *) context,
    (const __le64 *) value_le, count, dm_sm_inc_blocks);
}

static void data_block_dec(void *context, const void *value_le, unsigned int count)
{
 with_runs((struct dm_space_map *) context,
    (const __le64 *) value_le, count, dm_sm_dec_blocks);
}

static int data_block_equal(void *context, const void *value1_le, const void *value2_le)
{
 __le64 v1_le, v2_le;
 uint64_t b1, b2;
 uint32_t t;

 memcpy(&v1_le, value1_le, sizeof(v1_le));
 memcpy(&v2_le, value2_le, sizeof(v2_le));
 unpack_block_time(le64_to_cpu(v1_le), &b1, &t);
 unpack_block_time(le64_to_cpu(v2_le), &b2, &t);

 return b1 == b2;
}

static void subtree_inc(void *context, const void *value, unsigned int count)
{
 struct dm_btree_info *info = context;
 const __le64 *root_le = value;
 unsigned int i;

 for (i = 0; i < count; i++, root_le++)
  dm_tm_inc(info->tm, le64_to_cpu(*root_le));
}

static void subtree_dec(void *context, const void *value, unsigned int count)
{
 struct dm_btree_info *info = context;
 const __le64 *root_le = value;
 unsigned int i;

 for (i = 0; i < count; i++, root_le++)
  if (dm_btree_del(info, le64_to_cpu(*root_le)))
   DMERR("btree delete failed");
}

static int subtree_equal(void *context, const void *value1_le, const void *value2_le)
{
 __le64 v1_le, v2_le;

 memcpy(&v1_le, value1_le, sizeof(v1_le));
 memcpy(&v2_le, value2_le, sizeof(v2_le));

 return v1_le == v2_le;
}

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

/*
 * Variant that is used for in-core only changes or code that
 * shouldn't put the pool in service on its own (e.g. commit).
 */
static inline void pmd_write_lock_in_core(struct dm_pool_metadata *pmd)
 __acquires(pmd->root_lock)
{
 down_write(&pmd->root_lock);
}

static inline void pmd_write_lock(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 pmd_write_lock_in_core(pmd);
 if (unlikely(!pmd->in_service))
  pmd->in_service = true;
}

static inline void pmd_write_unlock(struct dm_pool_metadata *pmd)
 __releases(pmd->root_lock)
{
 up_write(&pmd->root_lock);
}

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

static int superblock_lock_zero(struct dm_pool_metadata *pmd,
    struct dm_block **sblock)
{
 return dm_bm_write_lock_zero(pmd->bm, THIN_SUPERBLOCK_LOCATION,
         &sb_validator, sblock);
}

static int superblock_lock(struct dm_pool_metadata *pmd,
      struct dm_block **sblock)
{
 return dm_bm_write_lock(pmd->bm, THIN_SUPERBLOCK_LOCATION,
    &sb_validator, sblock);
}

static int __superblock_all_zeroes(struct dm_block_manager *bm, int *result)
{
 int r;
 unsigned int i;
 struct dm_block *b;
 __le64 *data_le, zero = cpu_to_le64(0);
 unsigned int block_size = dm_bm_block_size(bm) / sizeof(__le64);

 /*
 * We can't use a validator here - it may be all zeroes.
 */
 r = dm_bm_read_lock(bm, THIN_SUPERBLOCK_LOCATION, NULL, &b);
 if (r)
  return r;

 data_le = dm_block_data(b);
 *result = 1;
 for (i = 0; i < block_size; i++) {
  if (data_le[i] != zero) {
   *result = 0;
   break;
  }
 }

 dm_bm_unlock(b);

 return 0;
}

static void __setup_btree_details(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 pmd->info.tm = pmd->tm;
 pmd->info.levels = 2;
 pmd->info.value_type.context = pmd->data_sm;
 pmd->info.value_type.size = sizeof(__le64);
 pmd->info.value_type.inc = data_block_inc;
 pmd->info.value_type.dec = data_block_dec;
 pmd->info.value_type.equal = data_block_equal;

 memcpy(&pmd->nb_info, &pmd->info, sizeof(pmd->nb_info));
 pmd->nb_info.tm = pmd->nb_tm;

 pmd->tl_info.tm = pmd->tm;
 pmd->tl_info.levels = 1;
 pmd->tl_info.value_type.context = &pmd->bl_info;
 pmd->tl_info.value_type.size = sizeof(__le64);
 pmd->tl_info.value_type.inc = subtree_inc;
 pmd->tl_info.value_type.dec = subtree_dec;
 pmd->tl_info.value_type.equal = subtree_equal;

 pmd->bl_info.tm = pmd->tm;
 pmd->bl_info.levels = 1;
 pmd->bl_info.value_type.context = pmd->data_sm;
 pmd->bl_info.value_type.size = sizeof(__le64);
 pmd->bl_info.value_type.inc = data_block_inc;
 pmd->bl_info.value_type.dec = data_block_dec;
 pmd->bl_info.value_type.equal = data_block_equal;

 pmd->details_info.tm = pmd->tm;
 pmd->details_info.levels = 1;
 pmd->details_info.value_type.context = NULL;
 pmd->details_info.value_type.size = sizeof(struct disk_device_details);
 pmd->details_info.value_type.inc = NULL;
 pmd->details_info.value_type.dec = NULL;
 pmd->details_info.value_type.equal = NULL;
}

static int save_sm_roots(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r;
 size_t len;

 r = dm_sm_root_size(pmd->metadata_sm, &len);
 if (r < 0)
  return r;

 r = dm_sm_copy_root(pmd->metadata_sm, &pmd->metadata_space_map_root, len);
 if (r < 0)
  return r;

 r = dm_sm_root_size(pmd->data_sm, &len);
 if (r < 0)
  return r;

 return dm_sm_copy_root(pmd->data_sm, &pmd->data_space_map_root, len);
}

static void copy_sm_roots(struct dm_pool_metadata *pmd,
     struct thin_disk_superblock *disk)
{
 memcpy(&disk->metadata_space_map_root,
        &pmd->metadata_space_map_root,
        sizeof(pmd->metadata_space_map_root));

 memcpy(&disk->data_space_map_root,
        &pmd->data_space_map_root,
        sizeof(pmd->data_space_map_root));
}

static int __write_initial_superblock(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r;
 struct dm_block *sblock;
 struct thin_disk_superblock *disk_super;
 sector_t bdev_size = bdev_nr_sectors(pmd->bdev);

 if (bdev_size > THIN_METADATA_MAX_SECTORS)
  bdev_size = THIN_METADATA_MAX_SECTORS;

 r = dm_sm_commit(pmd->data_sm);
 if (r < 0)
  return r;

 r = dm_tm_pre_commit(pmd->tm);
 if (r < 0)
  return r;

 r = save_sm_roots(pmd);
 if (r < 0)
  return r;

 r = superblock_lock_zero(pmd, &sblock);
 if (r)
  return r;

 disk_super = dm_block_data(sblock);
 disk_super->flags = 0;
 memset(disk_super->uuid, 0, sizeof(disk_super->uuid));
 disk_super->magic = cpu_to_le64(THIN_SUPERBLOCK_MAGIC);
 disk_super->version = cpu_to_le32(THIN_VERSION);
 disk_super->time = 0;
 disk_super->trans_id = 0;
 disk_super->held_root = 0;

 copy_sm_roots(pmd, disk_super);

 disk_super->data_mapping_root = cpu_to_le64(pmd->root);
 disk_super->device_details_root = cpu_to_le64(pmd->details_root);
 disk_super->metadata_block_size = cpu_to_le32(THIN_METADATA_BLOCK_SIZE);
 disk_super->metadata_nr_blocks = cpu_to_le64(bdev_size >> SECTOR_TO_BLOCK_SHIFT);
 disk_super->data_block_size = cpu_to_le32(pmd->data_block_size);

 return dm_tm_commit(pmd->tm, sblock);
}

static int __format_metadata(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r;

 r = dm_tm_create_with_sm(pmd->bm, THIN_SUPERBLOCK_LOCATION,
     &pmd->tm, &pmd->metadata_sm);
 if (r < 0) {
  pmd->tm = NULL;
  pmd->metadata_sm = NULL;
  DMERR("tm_create_with_sm failed");
  return r;
 }

 pmd->data_sm = dm_sm_disk_create(pmd->tm, 0);
 if (IS_ERR(pmd->data_sm)) {
  DMERR("sm_disk_create failed");
  r = PTR_ERR(pmd->data_sm);
  pmd->data_sm = NULL;
  goto bad_cleanup_tm;
 }

 pmd->nb_tm = dm_tm_create_non_blocking_clone(pmd->tm);
 if (!pmd->nb_tm) {
  DMERR("could not create non-blocking clone tm");
  r = -ENOMEM;
  goto bad_cleanup_data_sm;
 }

 __setup_btree_details(pmd);

 r = dm_btree_empty(&pmd->info, &pmd->root);
 if (r < 0)
  goto bad_cleanup_nb_tm;

 r = dm_btree_empty(&pmd->details_info, &pmd->details_root);
 if (r < 0) {
  DMERR("couldn't create devices root");
  goto bad_cleanup_nb_tm;
 }

 r = __write_initial_superblock(pmd);
 if (r)
  goto bad_cleanup_nb_tm;

 return 0;

bad_cleanup_nb_tm:
 dm_tm_destroy(pmd->nb_tm);
 pmd->nb_tm = NULL;
bad_cleanup_data_sm:
 dm_sm_destroy(pmd->data_sm);
 pmd->data_sm = NULL;
bad_cleanup_tm:
 dm_tm_destroy(pmd->tm);
 pmd->tm = NULL;
 dm_sm_destroy(pmd->metadata_sm);
 pmd->metadata_sm = NULL;

 return r;
}

static int __check_incompat_features(struct thin_disk_superblock *disk_super,
         struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 uint32_t features;

 features = le32_to_cpu(disk_super->incompat_flags) & ~THIN_FEATURE_INCOMPAT_SUPP;
 if (features) {
  DMERR("could not access metadata due to unsupported optional features (%lx).",
        (unsigned long)features);
  return -EINVAL;
 }

 /*
 * Check for read-only metadata to skip the following RDWR checks.
 */
 if (bdev_read_only(pmd->bdev))
  return 0;

 features = le32_to_cpu(disk_super->compat_ro_flags) & ~THIN_FEATURE_COMPAT_RO_SUPP;
 if (features) {
  DMERR("could not access metadata RDWR due to unsupported optional features (%lx).",
        (unsigned long)features);
  return -EINVAL;
 }

 return 0;
}

static int __open_metadata(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r;
 struct dm_block *sblock;
 struct thin_disk_superblock *disk_super;

 r = dm_bm_read_lock(pmd->bm, THIN_SUPERBLOCK_LOCATION,
       &sb_validator, &sblock);
 if (r < 0) {
  DMERR("couldn't read superblock");
  return r;
 }

 disk_super = dm_block_data(sblock);

 /* Verify the data block size hasn't changed */
 if (le32_to_cpu(disk_super->data_block_size) != pmd->data_block_size) {
  DMERR("changing the data block size (from %u to %llu) is not supported",
        le32_to_cpu(disk_super->data_block_size),
        (unsigned long long)pmd->data_block_size);
  r = -EINVAL;
  goto bad_unlock_sblock;
 }

 r = __check_incompat_features(disk_super, pmd);
 if (r < 0)
  goto bad_unlock_sblock;

 r = dm_tm_open_with_sm(pmd->bm, THIN_SUPERBLOCK_LOCATION,
          disk_super->metadata_space_map_root,
          sizeof(disk_super->metadata_space_map_root),
          &pmd->tm, &pmd->metadata_sm);
 if (r < 0) {
  pmd->tm = NULL;
  pmd->metadata_sm = NULL;
  DMERR("tm_open_with_sm failed");
  goto bad_unlock_sblock;
 }

 pmd->data_sm = dm_sm_disk_open(pmd->tm, disk_super->data_space_map_root,
           sizeof(disk_super->data_space_map_root));
 if (IS_ERR(pmd->data_sm)) {
  DMERR("sm_disk_open failed");
  r = PTR_ERR(pmd->data_sm);
  pmd->data_sm = NULL;
  goto bad_cleanup_tm;
 }

 pmd->nb_tm = dm_tm_create_non_blocking_clone(pmd->tm);
 if (!pmd->nb_tm) {
  DMERR("could not create non-blocking clone tm");
  r = -ENOMEM;
  goto bad_cleanup_data_sm;
 }

 /*
 * For pool metadata opening process, root setting is redundant
 * because it will be set again in __begin_transaction(). But dm
 * pool aborting process really needs to get last transaction's
 * root to avoid accessing broken btree.
 */
 pmd->root = le64_to_cpu(disk_super->data_mapping_root);
 pmd->details_root = le64_to_cpu(disk_super->device_details_root);

 __setup_btree_details(pmd);
 dm_bm_unlock(sblock);

 return 0;

bad_cleanup_data_sm:
 dm_sm_destroy(pmd->data_sm);
 pmd->data_sm = NULL;
bad_cleanup_tm:
 dm_tm_destroy(pmd->tm);
 pmd->tm = NULL;
 dm_sm_destroy(pmd->metadata_sm);
 pmd->metadata_sm = NULL;
bad_unlock_sblock:
 dm_bm_unlock(sblock);

 return r;
}

static int __open_or_format_metadata(struct dm_pool_metadata *pmd, bool format_device)
{
 int r, unformatted;

 r = __superblock_all_zeroes(pmd->bm, &unformatted);
 if (r)
  return r;

 if (unformatted)
  return format_device ? __format_metadata(pmd) : -EPERM;

 return __open_metadata(pmd);
}

static int __create_persistent_data_objects(struct dm_pool_metadata *pmd, bool format_device)
{
 int r;

 pmd->bm = dm_block_manager_create(pmd->bdev, THIN_METADATA_BLOCK_SIZE << SECTOR_SHIFT,
       THIN_MAX_CONCURRENT_LOCKS);
 if (IS_ERR(pmd->bm)) {
  DMERR("could not create block manager");
  r = PTR_ERR(pmd->bm);
  pmd->bm = NULL;
  return r;
 }

 r = __open_or_format_metadata(pmd, format_device);
 if (r) {
  dm_block_manager_destroy(pmd->bm);
  pmd->bm = NULL;
 }

 return r;
}

static void __destroy_persistent_data_objects(struct dm_pool_metadata *pmd,
           bool destroy_bm)
{
 dm_sm_destroy(pmd->data_sm);
 pmd->data_sm = NULL;
 dm_sm_destroy(pmd->metadata_sm);
 pmd->metadata_sm = NULL;
 dm_tm_destroy(pmd->nb_tm);
 pmd->nb_tm = NULL;
 dm_tm_destroy(pmd->tm);
 pmd->tm = NULL;
 if (destroy_bm)
  dm_block_manager_destroy(pmd->bm);
}

static int __begin_transaction(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r;
 struct thin_disk_superblock *disk_super;
 struct dm_block *sblock;

 /*
 * We re-read the superblock every time.  Shouldn't need to do this
 * really.
 */
 r = dm_bm_read_lock(pmd->bm, THIN_SUPERBLOCK_LOCATION,
       &sb_validator, &sblock);
 if (r)
  return r;

 disk_super = dm_block_data(sblock);
 pmd->time = le32_to_cpu(disk_super->time);
 pmd->root = le64_to_cpu(disk_super->data_mapping_root);
 pmd->details_root = le64_to_cpu(disk_super->device_details_root);
 pmd->trans_id = le64_to_cpu(disk_super->trans_id);
 pmd->flags = le32_to_cpu(disk_super->flags);
 pmd->data_block_size = le32_to_cpu(disk_super->data_block_size);

 dm_bm_unlock(sblock);
 return 0;
}

static int __write_changed_details(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r;
 struct dm_thin_device *td, *tmp;
 struct disk_device_details details;
 uint64_t key;

 list_for_each_entry_safe(td, tmp, &pmd->thin_devices, list) {
  if (!td->changed)
   continue;

  key = td->id;

  details.mapped_blocks = cpu_to_le64(td->mapped_blocks);
  details.transaction_id = cpu_to_le64(td->transaction_id);
  details.creation_time = cpu_to_le32(td->creation_time);
  details.snapshotted_time = cpu_to_le32(td->snapshotted_time);
  __dm_bless_for_disk(&details);

  r = dm_btree_insert(&pmd->details_info, pmd->details_root,
        &key, &details, &pmd->details_root);
  if (r)
   return r;

  if (td->open_count)
   td->changed = false;
  else {
   list_del(&td->list);
   kfree(td);
  }
 }

 return 0;
}

static int __commit_transaction(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r;
 struct thin_disk_superblock *disk_super;
 struct dm_block *sblock;

 /*
 * We need to know if the thin_disk_superblock exceeds a 512-byte sector.
 */
 BUILD_BUG_ON(sizeof(struct thin_disk_superblock) > 512);
 BUG_ON(!rwsem_is_locked(&pmd->root_lock));

 if (unlikely(!pmd->in_service))
  return 0;

 if (pmd->pre_commit_fn) {
  r = pmd->pre_commit_fn(pmd->pre_commit_context);
  if (r < 0) {
   DMERR("pre-commit callback failed");
   return r;
  }
 }

 r = __write_changed_details(pmd);
 if (r < 0)
  return r;

 r = dm_sm_commit(pmd->data_sm);
 if (r < 0)
  return r;

 r = dm_tm_pre_commit(pmd->tm);
 if (r < 0)
  return r;

 r = save_sm_roots(pmd);
 if (r < 0)
  return r;

 r = superblock_lock(pmd, &sblock);
 if (r)
  return r;

 disk_super = dm_block_data(sblock);
 disk_super->time = cpu_to_le32(pmd->time);
 disk_super->data_mapping_root = cpu_to_le64(pmd->root);
 disk_super->device_details_root = cpu_to_le64(pmd->details_root);
 disk_super->trans_id = cpu_to_le64(pmd->trans_id);
 disk_super->flags = cpu_to_le32(pmd->flags);

 copy_sm_roots(pmd, disk_super);

 return dm_tm_commit(pmd->tm, sblock);
}

static void __set_metadata_reserve(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r;
 dm_block_t total;
 dm_block_t max_blocks = 4096; /* 16M */

 r = dm_sm_get_nr_blocks(pmd->metadata_sm, &total);
 if (r) {
  DMERR("could not get size of metadata device");
  pmd->metadata_reserve = max_blocks;
 } else
  pmd->metadata_reserve = min(max_blocks, div_u64(total, 10));
}

struct dm_pool_metadata *dm_pool_metadata_open(struct block_device *bdev,
            sector_t data_block_size,
            bool format_device)
{
 int r;
 struct dm_pool_metadata *pmd;

 pmd = kmalloc(sizeof(*pmd), GFP_KERNEL);
 if (!pmd) {
  DMERR("could not allocate metadata struct");
  return ERR_PTR(-ENOMEM);
 }

 init_rwsem(&pmd->root_lock);
 pmd->time = 0;
 INIT_LIST_HEAD(&pmd->thin_devices);
 pmd->fail_io = false;
 pmd->in_service = false;
 pmd->bdev = bdev;
 pmd->data_block_size = data_block_size;
 pmd->pre_commit_fn = NULL;
 pmd->pre_commit_context = NULL;

 r = __create_persistent_data_objects(pmd, format_device);
 if (r) {
  kfree(pmd);
  return ERR_PTR(r);
 }

 r = __begin_transaction(pmd);
 if (r < 0) {
  if (dm_pool_metadata_close(pmd) < 0)
   DMWARN("%s: dm_pool_metadata_close() failed.", __func__);
  return ERR_PTR(r);
 }

 __set_metadata_reserve(pmd);

 return pmd;
}

int dm_pool_metadata_close(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r;
 unsigned int open_devices = 0;
 struct dm_thin_device *td, *tmp;

 down_read(&pmd->root_lock);
 list_for_each_entry_safe(td, tmp, &pmd->thin_devices, list) {
  if (td->open_count)
   open_devices++;
  else {
   list_del(&td->list);
   kfree(td);
  }
 }
 up_read(&pmd->root_lock);

 if (open_devices) {
  DMERR("attempt to close pmd when %u device(s) are still open",
         open_devices);
  return -EBUSY;
 }

 pmd_write_lock_in_core(pmd);
 if (!pmd->fail_io && !dm_bm_is_read_only(pmd->bm)) {
  r = __commit_transaction(pmd);
  if (r < 0)
   DMWARN("%s: __commit_transaction() failed, error = %d",
          __func__, r);
 }
 pmd_write_unlock(pmd);
 __destroy_persistent_data_objects(pmd, true);

 kfree(pmd);
 return 0;
}

/*
 * __open_device: Returns @td corresponding to device with id @dev,
 * creating it if @create is set and incrementing @td->open_count.
 * On failure, @td is undefined.
 */
static int __open_device(struct dm_pool_metadata *pmd,
    dm_thin_id dev, int create,
    struct dm_thin_device **td)
{
 int r, changed = 0;
 struct dm_thin_device *td2;
 uint64_t key = dev;
 struct disk_device_details details_le;

 /*
 * If the device is already open, return it.
 */
 list_for_each_entry(td2, &pmd->thin_devices, list)
  if (td2->id == dev) {
   /*
 * May not create an already-open device.
 */
   if (create)
    return -EEXIST;

   td2->open_count++;
   *td = td2;
   return 0;
  }

 /*
 * Check the device exists.
 */
 r = dm_btree_lookup(&pmd->details_info, pmd->details_root,
       &key, &details_le);
 if (r) {
  if (r != -ENODATA || !create)
   return r;

  /*
 * Create new device.
 */
  changed = 1;
  details_le.mapped_blocks = 0;
  details_le.transaction_id = cpu_to_le64(pmd->trans_id);
  details_le.creation_time = cpu_to_le32(pmd->time);
  details_le.snapshotted_time = cpu_to_le32(pmd->time);
 }

 *td = kmalloc(sizeof(**td), GFP_NOIO);
 if (!*td)
  return -ENOMEM;

 (*td)->pmd = pmd;
 (*td)->id = dev;
 (*td)->open_count = 1;
 (*td)->changed = changed;
 (*td)->aborted_with_changes = false;
 (*td)->mapped_blocks = le64_to_cpu(details_le.mapped_blocks);
 (*td)->transaction_id = le64_to_cpu(details_le.transaction_id);
 (*td)->creation_time = le32_to_cpu(details_le.creation_time);
 (*td)->snapshotted_time = le32_to_cpu(details_le.snapshotted_time);

 list_add(&(*td)->list, &pmd->thin_devices);

 return 0;
}

static void __close_device(struct dm_thin_device *td)
{
 --td->open_count;
}

static int __create_thin(struct dm_pool_metadata *pmd,
    dm_thin_id dev)
{
 int r;
 dm_block_t dev_root;
 uint64_t key = dev;
 struct dm_thin_device *td;
 __le64 value;

 r = dm_btree_lookup(&pmd->details_info, pmd->details_root,
       &key, NULL);
 if (!r)
  return -EEXIST;

 /*
 * Create an empty btree for the mappings.
 */
 r = dm_btree_empty(&pmd->bl_info, &dev_root);
 if (r)
  return r;

 /*
 * Insert it into the main mapping tree.
 */
 value = cpu_to_le64(dev_root);
 __dm_bless_for_disk(&value);
 r = dm_btree_insert(&pmd->tl_info, pmd->root, &key, &value, &pmd->root);
 if (r) {
  dm_btree_del(&pmd->bl_info, dev_root);
  return r;
 }

 r = __open_device(pmd, dev, 1, &td);
 if (r) {
  dm_btree_remove(&pmd->tl_info, pmd->root, &key, &pmd->root);
  dm_btree_del(&pmd->bl_info, dev_root);
  return r;
 }
 __close_device(td);

 return r;
}

int dm_pool_create_thin(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_thin_id dev)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (!pmd->fail_io)
  r = __create_thin(pmd, dev);
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

static int __set_snapshot_details(struct dm_pool_metadata *pmd,
      struct dm_thin_device *snap,
      dm_thin_id origin, uint32_t time)
{
 int r;
 struct dm_thin_device *td;

 r = __open_device(pmd, origin, 0, &td);
 if (r)
  return r;

 td->changed = true;
 td->snapshotted_time = time;

 snap->mapped_blocks = td->mapped_blocks;
 snap->snapshotted_time = time;
 __close_device(td);

 return 0;
}

static int __create_snap(struct dm_pool_metadata *pmd,
    dm_thin_id dev, dm_thin_id origin)
{
 int r;
 dm_block_t origin_root;
 uint64_t key = origin, dev_key = dev;
 struct dm_thin_device *td;
 __le64 value;

 /* check this device is unused */
 r = dm_btree_lookup(&pmd->details_info, pmd->details_root,
       &dev_key, NULL);
 if (!r)
  return -EEXIST;

 /* find the mapping tree for the origin */
 r = dm_btree_lookup(&pmd->tl_info, pmd->root, &key, &value);
 if (r)
  return r;
 origin_root = le64_to_cpu(value);

 /* clone the origin, an inc will do */
 dm_tm_inc(pmd->tm, origin_root);

 /* insert into the main mapping tree */
 value = cpu_to_le64(origin_root);
 __dm_bless_for_disk(&value);
 key = dev;
 r = dm_btree_insert(&pmd->tl_info, pmd->root, &key, &value, &pmd->root);
 if (r) {
  dm_tm_dec(pmd->tm, origin_root);
  return r;
 }

 pmd->time++;

 r = __open_device(pmd, dev, 1, &td);
 if (r)
  goto bad;

 r = __set_snapshot_details(pmd, td, origin, pmd->time);
 __close_device(td);

 if (r)
  goto bad;

 return 0;

bad:
 dm_btree_remove(&pmd->tl_info, pmd->root, &key, &pmd->root);
 dm_btree_remove(&pmd->details_info, pmd->details_root,
   &key, &pmd->details_root);
 return r;
}

int dm_pool_create_snap(struct dm_pool_metadata *pmd,
     dm_thin_id dev,
     dm_thin_id origin)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (!pmd->fail_io)
  r = __create_snap(pmd, dev, origin);
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

static int __delete_device(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_thin_id dev)
{
 int r;
 uint64_t key = dev;
 struct dm_thin_device *td;

 /* TODO: failure should mark the transaction invalid */
 r = __open_device(pmd, dev, 0, &td);
 if (r)
  return r;

 if (td->open_count > 1) {
  __close_device(td);
  return -EBUSY;
 }

 list_del(&td->list);
 kfree(td);
 r = dm_btree_remove(&pmd->details_info, pmd->details_root,
       &key, &pmd->details_root);
 if (r)
  return r;

 r = dm_btree_remove(&pmd->tl_info, pmd->root, &key, &pmd->root);
 if (r)
  return r;

 return 0;
}

int dm_pool_delete_thin_device(struct dm_pool_metadata *pmd,
          dm_thin_id dev)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (!pmd->fail_io)
  r = __delete_device(pmd, dev);
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

int dm_pool_set_metadata_transaction_id(struct dm_pool_metadata *pmd,
     uint64_t current_id,
     uint64_t new_id)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);

 if (pmd->fail_io)
  goto out;

 if (pmd->trans_id != current_id) {
  DMERR("mismatched transaction id");
  goto out;
 }

 pmd->trans_id = new_id;
 r = 0;

out:
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

int dm_pool_get_metadata_transaction_id(struct dm_pool_metadata *pmd,
     uint64_t *result)
{
 int r = -EINVAL;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io) {
  *result = pmd->trans_id;
  r = 0;
 }
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

static int __reserve_metadata_snap(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r, inc;
 struct thin_disk_superblock *disk_super;
 struct dm_block *copy, *sblock;
 dm_block_t held_root;

 /*
 * We commit to ensure the btree roots which we increment in a
 * moment are up to date.
 */
 r = __commit_transaction(pmd);
 if (r < 0) {
  DMWARN("%s: __commit_transaction() failed, error = %d",
         __func__, r);
  return r;
 }

 /*
 * Copy the superblock.
 */
 dm_sm_inc_block(pmd->metadata_sm, THIN_SUPERBLOCK_LOCATION);
 r = dm_tm_shadow_block(pmd->tm, THIN_SUPERBLOCK_LOCATION,
          &sb_validator, ©, &inc);
 if (r)
  return r;

 BUG_ON(!inc);

 held_root = dm_block_location(copy);
 disk_super = dm_block_data(copy);

 if (le64_to_cpu(disk_super->held_root)) {
  DMWARN("Pool metadata snapshot already exists: release this before taking another.");

  dm_tm_dec(pmd->tm, held_root);
  dm_tm_unlock(pmd->tm, copy);
  return -EBUSY;
 }

 /*
 * Wipe the spacemap since we're not publishing this.
 */
 memset(&disk_super->data_space_map_root, 0,
        sizeof(disk_super->data_space_map_root));
 memset(&disk_super->metadata_space_map_root, 0,
        sizeof(disk_super->metadata_space_map_root));

 /*
 * Increment the data structures that need to be preserved.
 */
 dm_tm_inc(pmd->tm, le64_to_cpu(disk_super->data_mapping_root));
 dm_tm_inc(pmd->tm, le64_to_cpu(disk_super->device_details_root));
 dm_tm_unlock(pmd->tm, copy);

 /*
 * Write the held root into the superblock.
 */
 r = superblock_lock(pmd, &sblock);
 if (r) {
  dm_tm_dec(pmd->tm, held_root);
  return r;
 }

 disk_super = dm_block_data(sblock);
 disk_super->held_root = cpu_to_le64(held_root);
 dm_bm_unlock(sblock);
 return 0;
}

int dm_pool_reserve_metadata_snap(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (!pmd->fail_io)
  r = __reserve_metadata_snap(pmd);
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

static int __release_metadata_snap(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r;
 struct thin_disk_superblock *disk_super;
 struct dm_block *sblock, *copy;
 dm_block_t held_root;

 r = superblock_lock(pmd, &sblock);
 if (r)
  return r;

 disk_super = dm_block_data(sblock);
 held_root = le64_to_cpu(disk_super->held_root);
 disk_super->held_root = cpu_to_le64(0);

 dm_bm_unlock(sblock);

 if (!held_root) {
  DMWARN("No pool metadata snapshot found: nothing to release.");
  return -EINVAL;
 }

 r = dm_tm_read_lock(pmd->tm, held_root, &sb_validator, ©);
 if (r)
  return r;

 disk_super = dm_block_data(copy);
 dm_btree_del(&pmd->info, le64_to_cpu(disk_super->data_mapping_root));
 dm_btree_del(&pmd->details_info, le64_to_cpu(disk_super->device_details_root));
 dm_sm_dec_block(pmd->metadata_sm, held_root);

 dm_tm_unlock(pmd->tm, copy);

 return 0;
}

int dm_pool_release_metadata_snap(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (!pmd->fail_io)
  r = __release_metadata_snap(pmd);
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

static int __get_metadata_snap(struct dm_pool_metadata *pmd,
          dm_block_t *result)
{
 int r;
 struct thin_disk_superblock *disk_super;
 struct dm_block *sblock;

 r = dm_bm_read_lock(pmd->bm, THIN_SUPERBLOCK_LOCATION,
       &sb_validator, &sblock);
 if (r)
  return r;

 disk_super = dm_block_data(sblock);
 *result = le64_to_cpu(disk_super->held_root);

 dm_bm_unlock(sblock);

 return 0;
}

int dm_pool_get_metadata_snap(struct dm_pool_metadata *pmd,
         dm_block_t *result)
{
 int r = -EINVAL;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io)
  r = __get_metadata_snap(pmd, result);
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

int dm_pool_open_thin_device(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_thin_id dev,
        struct dm_thin_device **td)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock_in_core(pmd);
 if (!pmd->fail_io)
  r = __open_device(pmd, dev, 0, td);
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

int dm_pool_close_thin_device(struct dm_thin_device *td)
{
 pmd_write_lock_in_core(td->pmd);
 __close_device(td);
 pmd_write_unlock(td->pmd);

 return 0;
}

dm_thin_id dm_thin_dev_id(struct dm_thin_device *td)
{
 return td->id;
}

/*
 * Check whether @time (of block creation) is older than @td's last snapshot.
 * If so then the associated block is shared with the last snapshot device.
 * Any block on a device created *after* the device last got snapshotted is
 * necessarily not shared.
 */
static bool __snapshotted_since(struct dm_thin_device *td, uint32_t time)
{
 return td->snapshotted_time > time;
}

static void unpack_lookup_result(struct dm_thin_device *td, __le64 value,
     struct dm_thin_lookup_result *result)
{
 uint64_t block_time = 0;
 dm_block_t exception_block;
 uint32_t exception_time;

 block_time = le64_to_cpu(value);
 unpack_block_time(block_time, &exception_block, &exception_time);
 result->block = exception_block;
 result->shared = __snapshotted_since(td, exception_time);
}

static int __find_block(struct dm_thin_device *td, dm_block_t block,
   int can_issue_io, struct dm_thin_lookup_result *result)
{
 int r;
 __le64 value;
 struct dm_pool_metadata *pmd = td->pmd;
 dm_block_t keys[2] = { td->id, block };
 struct dm_btree_info *info;

 if (can_issue_io)
  info = &pmd->info;
 else
  info = &pmd->nb_info;

 r = dm_btree_lookup(info, pmd->root, keys, &value);
 if (!r)
  unpack_lookup_result(td, value, result);

 return r;
}

int dm_thin_find_block(struct dm_thin_device *td, dm_block_t block,
         int can_issue_io, struct dm_thin_lookup_result *result)
{
 int r;
 struct dm_pool_metadata *pmd = td->pmd;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (pmd->fail_io) {
  up_read(&pmd->root_lock);
  return -EINVAL;
 }

 r = __find_block(td, block, can_issue_io, result);

 up_read(&pmd->root_lock);
 return r;
}

static int __find_next_mapped_block(struct dm_thin_device *td, dm_block_t block,
       dm_block_t *vblock,
       struct dm_thin_lookup_result *result)
{
 int r;
 __le64 value;
 struct dm_pool_metadata *pmd = td->pmd;
 dm_block_t keys[2] = { td->id, block };

 r = dm_btree_lookup_next(&pmd->info, pmd->root, keys, vblock, &value);
 if (!r)
  unpack_lookup_result(td, value, result);

 return r;
}

static int __find_mapped_range(struct dm_thin_device *td,
          dm_block_t begin, dm_block_t end,
          dm_block_t *thin_begin, dm_block_t *thin_end,
          dm_block_t *pool_begin, bool *maybe_shared)
{
 int r;
 dm_block_t pool_end;
 struct dm_thin_lookup_result lookup;

 if (end < begin)
  return -ENODATA;

 r = __find_next_mapped_block(td, begin, &begin, &lookup);
 if (r)
  return r;

 if (begin >= end)
  return -ENODATA;

 *thin_begin = begin;
 *pool_begin = lookup.block;
 *maybe_shared = lookup.shared;

 begin++;
 pool_end = *pool_begin + 1;
 while (begin != end) {
  r = __find_block(td, begin, true, &lookup);
  if (r) {
   if (r == -ENODATA)
    break;

   return r;
  }

  if ((lookup.block != pool_end) ||
      (lookup.shared != *maybe_shared))
   break;

  pool_end++;
  begin++;
 }

 *thin_end = begin;
 return 0;
}

int dm_thin_find_mapped_range(struct dm_thin_device *td,
         dm_block_t begin, dm_block_t end,
         dm_block_t *thin_begin, dm_block_t *thin_end,
         dm_block_t *pool_begin, bool *maybe_shared)
{
 int r = -EINVAL;
 struct dm_pool_metadata *pmd = td->pmd;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io) {
  r = __find_mapped_range(td, begin, end, thin_begin, thin_end,
     pool_begin, maybe_shared);
 }
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

static int __insert(struct dm_thin_device *td, dm_block_t block,
      dm_block_t data_block)
{
 int r, inserted;
 __le64 value;
 struct dm_pool_metadata *pmd = td->pmd;
 dm_block_t keys[2] = { td->id, block };

 value = cpu_to_le64(pack_block_time(data_block, pmd->time));
 __dm_bless_for_disk(&value);

 r = dm_btree_insert_notify(&pmd->info, pmd->root, keys, &value,
       &pmd->root, &inserted);
 if (r)
  return r;

 td->changed = true;
 if (inserted)
  td->mapped_blocks++;

 return 0;
}

int dm_thin_insert_block(struct dm_thin_device *td, dm_block_t block,
    dm_block_t data_block)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(td->pmd);
 if (!td->pmd->fail_io)
  r = __insert(td, block, data_block);
 pmd_write_unlock(td->pmd);

 return r;
}

static int __remove_range(struct dm_thin_device *td, dm_block_t begin, dm_block_t end)
{
 int r;
 unsigned int count, total_count = 0;
 struct dm_pool_metadata *pmd = td->pmd;
 dm_block_t keys[1] = { td->id };
 __le64 value;
 dm_block_t mapping_root;

 /*
 * Find the mapping tree
 */
 r = dm_btree_lookup(&pmd->tl_info, pmd->root, keys, &value);
 if (r)
  return r;

 /*
 * Remove from the mapping tree, taking care to inc the
 * ref count so it doesn't get deleted.
 */
 mapping_root = le64_to_cpu(value);
 dm_tm_inc(pmd->tm, mapping_root);
 r = dm_btree_remove(&pmd->tl_info, pmd->root, keys, &pmd->root);
 if (r)
  return r;

 /*
 * Remove leaves stops at the first unmapped entry, so we have to
 * loop round finding mapped ranges.
 */
 while (begin < end) {
  r = dm_btree_lookup_next(&pmd->bl_info, mapping_root, &begin, &begin, &value);
  if (r == -ENODATA)
   break;

  if (r)
   return r;

  if (begin >= end)
   break;

  r = dm_btree_remove_leaves(&pmd->bl_info, mapping_root, &begin, end, &mapping_root, &count);
  if (r)
   return r;

  total_count += count;
 }

 td->mapped_blocks -= total_count;
 td->changed = true;

 /*
 * Reinsert the mapping tree.
 */
 value = cpu_to_le64(mapping_root);
 __dm_bless_for_disk(&value);
 return dm_btree_insert(&pmd->tl_info, pmd->root, keys, &value, &pmd->root);
}

int dm_thin_remove_range(struct dm_thin_device *td,
    dm_block_t begin, dm_block_t end)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(td->pmd);
 if (!td->pmd->fail_io)
  r = __remove_range(td, begin, end);
 pmd_write_unlock(td->pmd);

 return r;
}

int dm_pool_block_is_shared(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_block_t b, bool *result)
{
 int r = -EINVAL;
 uint32_t ref_count;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io) {
  r = dm_sm_get_count(pmd->data_sm, b, &ref_count);
  if (!r)
   *result = (ref_count > 1);
 }
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

int dm_pool_inc_data_range(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_block_t b, dm_block_t e)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (!pmd->fail_io)
  r = dm_sm_inc_blocks(pmd->data_sm, b, e);
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

int dm_pool_dec_data_range(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_block_t b, dm_block_t e)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (!pmd->fail_io)
  r = dm_sm_dec_blocks(pmd->data_sm, b, e);
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

bool dm_thin_changed_this_transaction(struct dm_thin_device *td)
{
 int r;

 down_read(&td->pmd->root_lock);
 r = td->changed;
 up_read(&td->pmd->root_lock);

 return r;
}

bool dm_pool_changed_this_transaction(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 bool r = false;
 struct dm_thin_device *td, *tmp;

 down_read(&pmd->root_lock);
 list_for_each_entry_safe(td, tmp, &pmd->thin_devices, list) {
  if (td->changed) {
   r = td->changed;
   break;
  }
 }
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

bool dm_thin_aborted_changes(struct dm_thin_device *td)
{
 bool r;

 down_read(&td->pmd->root_lock);
 r = td->aborted_with_changes;
 up_read(&td->pmd->root_lock);

 return r;
}

int dm_pool_alloc_data_block(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_block_t *result)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (!pmd->fail_io)
  r = dm_sm_new_block(pmd->data_sm, result);
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

int dm_pool_commit_metadata(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r = -EINVAL;

 /*
 * Care is taken to not have commit be what
 * triggers putting the thin-pool in-service.
 */
 pmd_write_lock_in_core(pmd);
 if (pmd->fail_io)
  goto out;

 r = __commit_transaction(pmd);
 if (r < 0)
  goto out;

 /*
 * Open the next transaction.
 */
 r = __begin_transaction(pmd);
out:
 pmd_write_unlock(pmd);
 return r;
}

static void __set_abort_with_changes_flags(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 struct dm_thin_device *td;

 list_for_each_entry(td, &pmd->thin_devices, list)
  td->aborted_with_changes = td->changed;
}

int dm_pool_abort_metadata(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r = -EINVAL;

 /* fail_io is double-checked with pmd->root_lock held below */
 if (unlikely(pmd->fail_io))
  return r;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (pmd->fail_io) {
  pmd_write_unlock(pmd);
  return r;
 }
 __set_abort_with_changes_flags(pmd);

 /* destroy data_sm/metadata_sm/nb_tm/tm */
 __destroy_persistent_data_objects(pmd, false);

 /* reset bm */
 dm_block_manager_reset(pmd->bm);

 /* rebuild data_sm/metadata_sm/nb_tm/tm */
 r = __open_or_format_metadata(pmd, false);
 if (r)
  pmd->fail_io = true;
 pmd_write_unlock(pmd);
 return r;
}

int dm_pool_get_free_block_count(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_block_t *result)
{
 int r = -EINVAL;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io)
  r = dm_sm_get_nr_free(pmd->data_sm, result);
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

int dm_pool_get_free_metadata_block_count(struct dm_pool_metadata *pmd,
       dm_block_t *result)
{
 int r = -EINVAL;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io)
  r = dm_sm_get_nr_free(pmd->metadata_sm, result);

 if (!r) {
  if (*result < pmd->metadata_reserve)
   *result = 0;
  else
   *result -= pmd->metadata_reserve;
 }
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

int dm_pool_get_metadata_dev_size(struct dm_pool_metadata *pmd,
      dm_block_t *result)
{
 int r = -EINVAL;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io)
  r = dm_sm_get_nr_blocks(pmd->metadata_sm, result);
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

int dm_pool_get_data_dev_size(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_block_t *result)
{
 int r = -EINVAL;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io)
  r = dm_sm_get_nr_blocks(pmd->data_sm, result);
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

int dm_thin_get_mapped_count(struct dm_thin_device *td, dm_block_t *result)
{
 int r = -EINVAL;
 struct dm_pool_metadata *pmd = td->pmd;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io) {
  *result = td->mapped_blocks;
  r = 0;
 }
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

static int __highest_block(struct dm_thin_device *td, dm_block_t *result)
{
 int r;
 __le64 value_le;
 dm_block_t thin_root;
 struct dm_pool_metadata *pmd = td->pmd;

 r = dm_btree_lookup(&pmd->tl_info, pmd->root, &td->id, &value_le);
 if (r)
  return r;

 thin_root = le64_to_cpu(value_le);

 return dm_btree_find_highest_key(&pmd->bl_info, thin_root, result);
}

int dm_thin_get_highest_mapped_block(struct dm_thin_device *td,
         dm_block_t *result)
{
 int r = -EINVAL;
 struct dm_pool_metadata *pmd = td->pmd;

 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io)
  r = __highest_block(td, result);
 up_read(&pmd->root_lock);

 return r;
}

static int __resize_space_map(struct dm_space_map *sm, dm_block_t new_count)
{
 int r;
 dm_block_t old_count;

 r = dm_sm_get_nr_blocks(sm, &old_count);
 if (r)
  return r;

 if (new_count == old_count)
  return 0;

 if (new_count < old_count) {
  DMERR("cannot reduce size of space map");
  return -EINVAL;
 }

 return dm_sm_extend(sm, new_count - old_count);
}

int dm_pool_resize_data_dev(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_block_t new_count)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (!pmd->fail_io)
  r = __resize_space_map(pmd->data_sm, new_count);
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

int dm_pool_resize_metadata_dev(struct dm_pool_metadata *pmd, dm_block_t new_count)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (!pmd->fail_io) {
  r = __resize_space_map(pmd->metadata_sm, new_count);
  if (!r)
   __set_metadata_reserve(pmd);
 }
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

void dm_pool_metadata_read_only(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 pmd_write_lock_in_core(pmd);
 dm_bm_set_read_only(pmd->bm);
 pmd_write_unlock(pmd);
}

void dm_pool_metadata_read_write(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 pmd_write_lock_in_core(pmd);
 dm_bm_set_read_write(pmd->bm);
 pmd_write_unlock(pmd);
}

int dm_pool_register_metadata_threshold(struct dm_pool_metadata *pmd,
     dm_block_t threshold,
     dm_sm_threshold_fn fn,
     void *context)
{
 int r = -EINVAL;

 pmd_write_lock_in_core(pmd);
 if (!pmd->fail_io) {
  r = dm_sm_register_threshold_callback(pmd->metadata_sm,
            threshold, fn, context);
 }
 pmd_write_unlock(pmd);

 return r;
}

void dm_pool_register_pre_commit_callback(struct dm_pool_metadata *pmd,
       dm_pool_pre_commit_fn fn,
       void *context)
{
 pmd_write_lock_in_core(pmd);
 pmd->pre_commit_fn = fn;
 pmd->pre_commit_context = context;
 pmd_write_unlock(pmd);
}

int dm_pool_metadata_set_needs_check(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 int r = -EINVAL;
 struct dm_block *sblock;
 struct thin_disk_superblock *disk_super;

 pmd_write_lock(pmd);
 if (pmd->fail_io)
  goto out;

 pmd->flags |= THIN_METADATA_NEEDS_CHECK_FLAG;

 r = superblock_lock(pmd, &sblock);
 if (r) {
  DMERR("couldn't lock superblock");
  goto out;
 }

 disk_super = dm_block_data(sblock);
 disk_super->flags = cpu_to_le32(pmd->flags);

 dm_bm_unlock(sblock);
out:
 pmd_write_unlock(pmd);
 return r;
}

bool dm_pool_metadata_needs_check(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 bool needs_check;

 down_read(&pmd->root_lock);
 needs_check = pmd->flags & THIN_METADATA_NEEDS_CHECK_FLAG;
 up_read(&pmd->root_lock);

 return needs_check;
}

void dm_pool_issue_prefetches(struct dm_pool_metadata *pmd)
{
 down_read(&pmd->root_lock);
 if (!pmd->fail_io)
  dm_tm_issue_prefetches(pmd->tm);
 up_read(&pmd->root_lock);
}