initial code repo
[stor4nfv.git] / src / ceph / src / cls / journal / cls_journal.cc
diff --git a/src/ceph/src/cls/journal/cls_journal.cc b/src/ceph/src/cls/journal/cls_journal.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2f1d18d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1219 @@
+// -*- mode:C++; tab-width:8; c-basic-offset:2; indent-tabs-mode:t -*-
+// vim: ts=8 sw=2 smarttab
+
+#include "include/int_types.h"
+#include "include/buffer.h"
+#include "include/encoding.h"
+#include "common/errno.h"
+#include "objclass/objclass.h"
+#include "cls/journal/cls_journal_types.h"
+#include <errno.h>
+#include <map>
+#include <string>
+#include <sstream>
+
+CLS_VER(1, 0)
+CLS_NAME(journal)
+
+namespace {
+
+static const uint64_t MAX_KEYS_READ = 64;
+
+static const std::string HEADER_KEY_ORDER          = "order";
+static const std::string HEADER_KEY_SPLAY_WIDTH    = "splay_width";
+static const std::string HEADER_KEY_POOL_ID        = "pool_id";
+static const std::string HEADER_KEY_MINIMUM_SET    = "minimum_set";
+static const std::string HEADER_KEY_ACTIVE_SET     = "active_set";
+static const std::string HEADER_KEY_NEXT_TAG_TID   = "next_tag_tid";
+static const std::string HEADER_KEY_NEXT_TAG_CLASS = "next_tag_class";
+static const std::string HEADER_KEY_CLIENT_PREFIX  = "client_";
+static const std::string HEADER_KEY_TAG_PREFIX     = "tag_";
+
+std::string to_hex(uint64_t value) {
+  std::ostringstream oss;
+  oss << std::setw(16) << std::setfill('0') << std::hex << value;
+  return oss.str();
+}
+
+std::string key_from_client_id(const std::string &client_id) {
+  return HEADER_KEY_CLIENT_PREFIX + client_id;
+}
+
+std::string key_from_tag_tid(uint64_t tag_tid) {
+  return HEADER_KEY_TAG_PREFIX + to_hex(tag_tid);
+}
+
+uint64_t tag_tid_from_key(const std::string &key) {
+  std::istringstream iss(key);
+  uint64_t id;
+  iss.ignore(HEADER_KEY_TAG_PREFIX.size()) >> std::hex >> id;
+  return id;
+}
+
+template <typename T>
+int read_key(cls_method_context_t hctx, const string &key, T *t,
+             bool ignore_enoent = false) {
+  bufferlist bl;
+  int r = cls_cxx_map_get_val(hctx, key, &bl);
+  if (r == -ENOENT && ignore_enoent) {
+    return 0;
+  } else if (r < 0) {
+    CLS_ERR("failed to get omap key: %s", key.c_str());
+    return r;
+  }
+
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = bl.begin();
+    ::decode(*t, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+  return 0;
+}
+
+template <typename T>
+int write_key(cls_method_context_t hctx, const string &key, const T &t) {
+  bufferlist bl;
+  ::encode(t, bl);
+
+  int r = cls_cxx_map_set_val(hctx, key, &bl);
+  if (r < 0) {
+    CLS_ERR("failed to set omap key: %s", key.c_str());
+    return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+int remove_key(cls_method_context_t hctx, const string &key) {
+  int r = cls_cxx_map_remove_key(hctx, key);
+  if (r < 0 && r != -ENOENT) {
+      CLS_ERR("failed to remove key: %s", key.c_str());
+      return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+int expire_tags(cls_method_context_t hctx, const std::string *skip_client_id) {
+
+  std::string skip_client_key;
+  if (skip_client_id != nullptr) {
+    skip_client_key = key_from_client_id(*skip_client_id);
+  }
+
+  uint64_t minimum_tag_tid = std::numeric_limits<uint64_t>::max();
+  std::string last_read = HEADER_KEY_CLIENT_PREFIX;
+  bool more;
+  do {
+    std::map<std::string, bufferlist> vals;
+    int r = cls_cxx_map_get_vals(hctx, last_read, HEADER_KEY_CLIENT_PREFIX,
+                                 MAX_KEYS_READ, &vals, &more);
+    if (r < 0 && r != -ENOENT) {
+      CLS_ERR("failed to retrieve registered clients: %s",
+              cpp_strerror(r).c_str());
+      return r;
+    }
+
+    for (auto &val : vals) {
+      // if we are removing a client, skip its commit positions
+      if (val.first == skip_client_key) {
+        continue;
+      }
+
+      cls::journal::Client client;
+      bufferlist::iterator iter = val.second.begin();
+      try {
+        ::decode(client, iter);
+      } catch (const buffer::error &err) {
+        CLS_ERR("error decoding registered client: %s",
+                val.first.c_str());
+        return -EIO;
+      }
+
+      for (auto object_position : client.commit_position.object_positions) {
+        minimum_tag_tid = MIN(minimum_tag_tid, object_position.tag_tid);
+      }
+    }
+    if (!vals.empty()) {
+      last_read = vals.rbegin()->first;
+    }
+  } while (more);
+
+  // cannot expire tags if a client hasn't committed yet
+  if (minimum_tag_tid == std::numeric_limits<uint64_t>::max()) {
+    return 0;
+  }
+
+  // compute the minimum in-use tag for each class
+  std::map<uint64_t, uint64_t> minimum_tag_class_to_tids;
+  typedef enum { TAG_PASS_CALCULATE_MINIMUMS,
+                 TAG_PASS_SCRUB,
+                 TAG_PASS_DONE } TagPass;
+  int tag_pass = TAG_PASS_CALCULATE_MINIMUMS;
+  last_read = HEADER_KEY_TAG_PREFIX;
+  do {
+    std::map<std::string, bufferlist> vals;
+    int r = cls_cxx_map_get_vals(hctx, last_read, HEADER_KEY_TAG_PREFIX,
+                             MAX_KEYS_READ, &vals, &more);
+    if (r < 0 && r != -ENOENT) {
+      CLS_ERR("failed to retrieve tags: %s", cpp_strerror(r).c_str());
+      return r;
+    }
+
+    for (auto &val : vals) {
+      cls::journal::Tag tag;
+      bufferlist::iterator iter = val.second.begin();
+      try {
+        ::decode(tag, iter);
+      } catch (const buffer::error &err) {
+        CLS_ERR("error decoding tag: %s", val.first.c_str());
+        return -EIO;
+      }
+
+      if (tag.tid != tag_tid_from_key(val.first)) {
+        CLS_ERR("tag tid mismatched: %s", val.first.c_str());
+        return -EINVAL;
+      }
+
+      if (tag_pass == TAG_PASS_CALCULATE_MINIMUMS) {
+        minimum_tag_class_to_tids[tag.tag_class] = tag.tid;
+      } else if (tag_pass == TAG_PASS_SCRUB &&
+                 tag.tid < minimum_tag_class_to_tids[tag.tag_class]) {
+        r = remove_key(hctx, val.first);
+        if (r < 0) {
+          return r;
+        }
+      }
+
+      if (tag.tid >= minimum_tag_tid) {
+        // no need to check for tag classes beyond this point
+        vals.clear();
+        more = false;
+        break;
+      }
+    }
+
+    if (tag_pass != TAG_PASS_DONE && !more) {
+      last_read = HEADER_KEY_TAG_PREFIX;
+      ++tag_pass;
+    } else if (!vals.empty()) {
+      last_read = vals.rbegin()->first;
+    }
+  } while (tag_pass != TAG_PASS_DONE);
+  return 0;
+}
+
+int get_client_list_range(cls_method_context_t hctx,
+                          std::set<cls::journal::Client> *clients,
+                          std::string start_after, uint64_t max_return) {
+  std::string last_read;
+  if (!start_after.empty()) {
+    last_read = key_from_client_id(start_after);
+  }
+
+  std::map<std::string, bufferlist> vals;
+  bool more;
+  int r = cls_cxx_map_get_vals(hctx, last_read, HEADER_KEY_CLIENT_PREFIX,
+                               max_return, &vals, &more);
+  if (r < 0) {
+    CLS_ERR("failed to retrieve omap values: %s", cpp_strerror(r).c_str());
+    return r;
+  }
+
+  for (std::map<std::string, bufferlist>::iterator it = vals.begin();
+       it != vals.end(); ++it) {
+    try {
+      bufferlist::iterator iter = it->second.begin();
+
+      cls::journal::Client client;
+      ::decode(client, iter);
+      clients->insert(client);
+    } catch (const buffer::error &err) {
+      CLS_ERR("could not decode client '%s': %s", it->first.c_str(),
+              err.what());
+      return -EIO;
+    }
+  }
+
+  return 0;
+}
+
+int find_min_commit_position(cls_method_context_t hctx,
+                             cls::journal::ObjectSetPosition *minset) {
+  int r;
+  bool valid = false;
+  std::string start_after = "";
+  uint64_t tag_tid = 0, entry_tid = 0;
+
+  while (true) {
+    std::set<cls::journal::Client> batch;
+
+    r = get_client_list_range(hctx, &batch, start_after, cls::journal::JOURNAL_MAX_RETURN);
+    if ((r < 0) || batch.empty()) {
+      break;
+    }
+
+    start_after = batch.rbegin()->id;
+
+    // update the (minimum) commit position from this batch of clients
+    for(std::set<cls::journal::Client>::iterator it = batch.begin();
+        it != batch.end(); ++it) {
+      cls::journal::ObjectSetPosition object_set_position = (*it).commit_position;
+      if (object_set_position.object_positions.empty()) {
+       *minset = cls::journal::ObjectSetPosition();
+       break;
+      }
+      cls::journal::ObjectPosition first = object_set_position.object_positions.front();
+
+      // least tag_tid (or least entry_tid for matching tag_tid)
+      if (!valid || (tag_tid > first.tag_tid) || ((tag_tid == first.tag_tid) && (entry_tid > first.entry_tid))) {
+       tag_tid = first.tag_tid;
+       entry_tid = first.entry_tid;
+       *minset = cls::journal::ObjectSetPosition(object_set_position);
+       valid = true;
+      }
+    }
+
+    // got the last batch, we're done
+    if (batch.size() < cls::journal::JOURNAL_MAX_RETURN) {
+      break;
+    }
+  }
+
+  return r;
+}
+
+} // anonymous namespace
+
+/**
+ * Input:
+ * @param order (uint8_t) - bits to shift to compute the object max size
+ * @param splay width (uint8_t) - number of active journal objects
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_create(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in, bufferlist *out) {
+  uint8_t order;
+  uint8_t splay_width;
+  int64_t pool_id;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(order, iter);
+    ::decode(splay_width, iter);
+    ::decode(pool_id, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  bufferlist stored_orderbl;
+  int r = cls_cxx_map_get_val(hctx, HEADER_KEY_ORDER, &stored_orderbl);
+  if (r >= 0) {
+    CLS_ERR("journal already exists");
+    return -EEXIST;
+  } else if (r != -ENOENT) {
+    return r;
+  }
+
+  r = write_key(hctx, HEADER_KEY_ORDER, order);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  r = write_key(hctx, HEADER_KEY_SPLAY_WIDTH, splay_width);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  r = write_key(hctx, HEADER_KEY_POOL_ID, pool_id);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  uint64_t object_set = 0;
+  r = write_key(hctx, HEADER_KEY_ACTIVE_SET, object_set);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  r = write_key(hctx, HEADER_KEY_MINIMUM_SET, object_set);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  uint64_t tag_id = 0;
+  r = write_key(hctx, HEADER_KEY_NEXT_TAG_TID, tag_id);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  r = write_key(hctx, HEADER_KEY_NEXT_TAG_CLASS, tag_id);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * none
+ *
+ * Output:
+ * order (uint8_t)
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_get_order(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                      bufferlist *out) {
+  uint8_t order;
+  int r = read_key(hctx, HEADER_KEY_ORDER, &order);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  ::encode(order, *out);
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * none
+ *
+ * Output:
+ * order (uint8_t)
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_get_splay_width(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                            bufferlist *out) {
+  uint8_t splay_width;
+  int r = read_key(hctx, HEADER_KEY_SPLAY_WIDTH, &splay_width);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  ::encode(splay_width, *out);
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * none
+ *
+ * Output:
+ * pool_id (int64_t)
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_get_pool_id(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                            bufferlist *out) {
+  int64_t pool_id;
+  int r = read_key(hctx, HEADER_KEY_POOL_ID, &pool_id);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  ::encode(pool_id, *out);
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * none
+ *
+ * Output:
+ * object set (uint64_t)
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_get_minimum_set(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                            bufferlist *out) {
+  uint64_t minimum_set;
+  int r = read_key(hctx, HEADER_KEY_MINIMUM_SET, &minimum_set);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  ::encode(minimum_set, *out);
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param object set (uint64_t)
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_set_minimum_set(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                            bufferlist *out) {
+  uint64_t object_set;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(object_set, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  uint64_t current_active_set;
+  int r = read_key(hctx, HEADER_KEY_ACTIVE_SET, &current_active_set);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  if (current_active_set < object_set) {
+    CLS_ERR("active object set earlier than minimum: %" PRIu64
+            " < %" PRIu64, current_active_set, object_set);
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  uint64_t current_minimum_set;
+  r = read_key(hctx, HEADER_KEY_MINIMUM_SET, &current_minimum_set);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  if (object_set == current_minimum_set) {
+    return 0;
+  } else if (object_set < current_minimum_set) {
+    CLS_ERR("object number earlier than current object: %" PRIu64 " < %" PRIu64,
+            object_set, current_minimum_set);
+    return -ESTALE;
+  }
+
+  r = write_key(hctx, HEADER_KEY_MINIMUM_SET, object_set);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * none
+ *
+ * Output:
+ * object set (uint64_t)
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_get_active_set(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                           bufferlist *out) {
+  uint64_t active_set;
+  int r = read_key(hctx, HEADER_KEY_ACTIVE_SET, &active_set);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  ::encode(active_set, *out);
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param object set (uint64_t)
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_set_active_set(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                           bufferlist *out) {
+  uint64_t object_set;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(object_set, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  uint64_t current_minimum_set;
+  int r = read_key(hctx, HEADER_KEY_MINIMUM_SET, &current_minimum_set);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  if (current_minimum_set > object_set) {
+    CLS_ERR("minimum object set later than active: %" PRIu64
+            " > %" PRIu64, current_minimum_set, object_set);
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  uint64_t current_active_set;
+  r = read_key(hctx, HEADER_KEY_ACTIVE_SET, &current_active_set);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  if (object_set == current_active_set) {
+    return 0;
+  } else if (object_set < current_active_set) {
+    CLS_ERR("object number earlier than current object: %" PRIu64 " < %" PRIu64,
+            object_set, current_active_set);
+    return -ESTALE;
+  }
+
+  r = write_key(hctx, HEADER_KEY_ACTIVE_SET, object_set);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param id (string) - unique client id
+ *
+ * Output:
+ * cls::journal::Client
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_get_client(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                       bufferlist *out) {
+  std::string id;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(id, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  std::string key(key_from_client_id(id));
+  cls::journal::Client client;
+  int r = read_key(hctx, key, &client);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  ::encode(client, *out);
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param id (string) - unique client id
+ * @param data (bufferlist) - opaque data associated to client
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_client_register(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                            bufferlist *out) {
+  std::string id;
+  bufferlist data;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(id, iter);
+    ::decode(data, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  uint8_t order;
+  int r = read_key(hctx, HEADER_KEY_ORDER, &order);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  std::string key(key_from_client_id(id));
+  bufferlist stored_clientbl;
+  r = cls_cxx_map_get_val(hctx, key, &stored_clientbl);
+  if (r >= 0) {
+    CLS_ERR("duplicate client id: %s", id.c_str());
+    return -EEXIST;
+  } else if (r != -ENOENT) {
+    return r;
+  }
+
+  cls::journal::ObjectSetPosition minset;
+  r = find_min_commit_position(hctx, &minset);
+  if (r < 0)
+    return r;
+
+  cls::journal::Client client(id, data, minset);
+  r = write_key(hctx, key, client);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param id (string) - unique client id
+ * @param data (bufferlist) - opaque data associated to client
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_client_update_data(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                               bufferlist *out) {
+  std::string id;
+  bufferlist data;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(id, iter);
+    ::decode(data, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  std::string key(key_from_client_id(id));
+  cls::journal::Client client;
+  int r = read_key(hctx, key, &client);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  client.data = data;
+  r = write_key(hctx, key, client);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param id (string) - unique client id
+ * @param state (uint8_t) - client state
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_client_update_state(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                                bufferlist *out) {
+  std::string id;
+  cls::journal::ClientState state;
+  bufferlist data;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(id, iter);
+    uint8_t state_raw;
+    ::decode(state_raw, iter);
+    state = static_cast<cls::journal::ClientState>(state_raw);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  std::string key(key_from_client_id(id));
+  cls::journal::Client client;
+  int r = read_key(hctx, key, &client);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  client.state = state;
+  r = write_key(hctx, key, client);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param id (string) - unique client id
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_client_unregister(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                              bufferlist *out) {
+  std::string id;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(id, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  std::string key(key_from_client_id(id));
+  bufferlist bl;
+  int r = cls_cxx_map_get_val(hctx, key, &bl);
+  if (r < 0) {
+    CLS_ERR("client is not registered: %s", id.c_str());
+    return r;
+  }
+
+  r = cls_cxx_map_remove_key(hctx, key);
+  if (r < 0) {
+    CLS_ERR("failed to remove omap key: %s", key.c_str());
+    return r;
+  }
+
+  // prune expired tags
+  r = expire_tags(hctx, &id);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param client_id (uint64_t) - unique client id
+ * @param commit_position (ObjectSetPosition)
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_client_commit(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                          bufferlist *out) {
+  std::string id;
+  cls::journal::ObjectSetPosition commit_position;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(id, iter);
+    ::decode(commit_position, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  uint8_t splay_width;
+  int r = read_key(hctx, HEADER_KEY_SPLAY_WIDTH, &splay_width);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  if (commit_position.object_positions.size() > splay_width) {
+    CLS_ERR("too many object positions");
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  std::string key(key_from_client_id(id));
+  cls::journal::Client client;
+  r = read_key(hctx, key, &client);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  if (client.commit_position == commit_position) {
+    return 0;
+  }
+
+  client.commit_position = commit_position;
+  r = write_key(hctx, key, client);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param start_after (string)
+ * @param max_return (uint64_t)
+ *
+ * Output:
+ * clients (set<cls::journal::Client>) - collection of registered clients
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_client_list(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                        bufferlist *out) {
+  std::string start_after;
+  uint64_t max_return;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(start_after, iter);
+    ::decode(max_return, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  std::set<cls::journal::Client> clients;
+  int r = get_client_list_range(hctx, &clients, start_after, max_return);
+  if (r < 0)
+    return r;
+
+  ::encode(clients, *out);
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * none
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_get_next_tag_tid(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                             bufferlist *out) {
+  uint64_t tag_tid;
+  int r = read_key(hctx, HEADER_KEY_NEXT_TAG_TID, &tag_tid);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  ::encode(tag_tid, *out);
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param tag_tid (uint64_t)
+ *
+ * Output:
+ * cls::journal::Tag
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_get_tag(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                    bufferlist *out) {
+  uint64_t tag_tid;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(tag_tid, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  std::string key(key_from_tag_tid(tag_tid));
+  cls::journal::Tag tag;
+  int r = read_key(hctx, key, &tag);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  ::encode(tag, *out);
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param tag_tid (uint64_t)
+ * @param tag_class (uint64_t)
+ * @param data (bufferlist)
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_tag_create(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                       bufferlist *out) {
+  uint64_t tag_tid;
+  uint64_t tag_class;
+  bufferlist data;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(tag_tid, iter);
+    ::decode(tag_class, iter);
+    ::decode(data, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  std::string key(key_from_tag_tid(tag_tid));
+  bufferlist stored_tag_bl;
+  int r = cls_cxx_map_get_val(hctx, key, &stored_tag_bl);
+  if (r >= 0) {
+    CLS_ERR("duplicate tag id: %" PRIu64, tag_tid);
+    return -EEXIST;
+  } else if (r != -ENOENT) {
+    return r;
+  }
+
+  // verify tag tid ordering
+  uint64_t next_tag_tid;
+  r = read_key(hctx, HEADER_KEY_NEXT_TAG_TID, &next_tag_tid);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  if (tag_tid != next_tag_tid) {
+    CLS_LOG(5, "out-of-order tag sequence: %" PRIu64, tag_tid);
+    return -ESTALE;
+  }
+
+  uint64_t next_tag_class;
+  r = read_key(hctx, HEADER_KEY_NEXT_TAG_CLASS, &next_tag_class);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  if (tag_class == cls::journal::Tag::TAG_CLASS_NEW) {
+    // allocate a new tag class
+    tag_class = next_tag_class;
+    r = write_key(hctx, HEADER_KEY_NEXT_TAG_CLASS, tag_class + 1);
+    if (r < 0) {
+      return r;
+    }
+  } else {
+    // verify tag class range
+    if (tag_class >= next_tag_class) {
+      CLS_ERR("out-of-sequence tag class: %" PRIu64, tag_class);
+      return -EINVAL;
+    }
+  }
+
+  // prune expired tags
+  r = expire_tags(hctx, nullptr);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  // update tag tid sequence
+  r = write_key(hctx, HEADER_KEY_NEXT_TAG_TID, tag_tid + 1);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  // write tag structure
+  cls::journal::Tag tag(tag_tid, tag_class, data);
+  key = key_from_tag_tid(tag_tid);
+  r = write_key(hctx, key, tag);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param start_after_tag_tid (uint64_t) - first tag tid
+ * @param max_return (uint64_t) - max tags to return
+ * @param client_id (std::string) - client id filter
+ * @param tag_class (boost::optional<uint64_t> - optional tag class filter
+ *
+ * Output:
+ * std::set<cls::journal::Tag> - collection of tags
+ * @returns 0 on success, negative error code on failure
+ */
+int journal_tag_list(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                     bufferlist *out) {
+  uint64_t start_after_tag_tid;
+  uint64_t max_return;
+  std::string client_id;
+  boost::optional<uint64_t> tag_class(0);
+
+  // handle compiler false positive about use-before-init
+  tag_class = boost::none;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(start_after_tag_tid, iter);
+    ::decode(max_return, iter);
+    ::decode(client_id, iter);
+    ::decode(tag_class, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  // calculate the minimum tag within client's commit position
+  uint64_t minimum_tag_tid = std::numeric_limits<uint64_t>::max();
+  cls::journal::Client client;
+  int r = read_key(hctx, key_from_client_id(client_id), &client);
+  if (r < 0) {
+    return r;
+  }
+
+  for (auto object_position : client.commit_position.object_positions) {
+    minimum_tag_tid = MIN(minimum_tag_tid, object_position.tag_tid);
+  }
+
+  // compute minimum tags in use per-class
+  std::set<cls::journal::Tag> tags;
+  std::map<uint64_t, uint64_t> minimum_tag_class_to_tids;
+  typedef enum { TAG_PASS_CALCULATE_MINIMUMS,
+                 TAG_PASS_LIST,
+                 TAG_PASS_DONE } TagPass;
+  int tag_pass = (minimum_tag_tid == std::numeric_limits<uint64_t>::max() ?
+    TAG_PASS_LIST : TAG_PASS_CALCULATE_MINIMUMS);
+  std::string last_read = HEADER_KEY_TAG_PREFIX;
+  do {
+    std::map<std::string, bufferlist> vals;
+    bool more;
+    r = cls_cxx_map_get_vals(hctx, last_read, HEADER_KEY_TAG_PREFIX,
+                             MAX_KEYS_READ, &vals, &more);
+    if (r < 0 && r != -ENOENT) {
+      CLS_ERR("failed to retrieve tags: %s", cpp_strerror(r).c_str());
+      return r;
+    }
+
+    for (auto &val : vals) {
+      cls::journal::Tag tag;
+      bufferlist::iterator iter = val.second.begin();
+      try {
+        ::decode(tag, iter);
+      } catch (const buffer::error &err) {
+        CLS_ERR("error decoding tag: %s", val.first.c_str());
+        return -EIO;
+      }
+
+      if (tag_pass == TAG_PASS_CALCULATE_MINIMUMS) {
+        minimum_tag_class_to_tids[tag.tag_class] = tag.tid;
+
+        // completed calculation of tag class minimums
+        if (tag.tid >= minimum_tag_tid) {
+          vals.clear();
+          more = false;
+          break;
+        }
+      } else if (tag_pass == TAG_PASS_LIST) {
+        if (start_after_tag_tid != 0 && tag.tid <= start_after_tag_tid) {
+          continue;
+        }
+
+        if (tag.tid >= minimum_tag_class_to_tids[tag.tag_class] &&
+            (!tag_class || *tag_class == tag.tag_class)) {
+          tags.insert(tag);
+        }
+        if (tags.size() >= max_return) {
+          tag_pass = TAG_PASS_DONE;
+        }
+      }
+    }
+
+    if (tag_pass != TAG_PASS_DONE && !more) {
+      last_read = HEADER_KEY_TAG_PREFIX;
+      ++tag_pass;
+    } else if (!vals.empty()) {
+      last_read = vals.rbegin()->first;
+    }
+  } while (tag_pass != TAG_PASS_DONE);
+
+  ::encode(tags, *out);
+  return 0;
+}
+
+/**
+ * Input:
+ * @param soft_max_size (uint64_t)
+ *
+ * Output:
+ * @returns 0 if object size less than max, negative error code otherwise
+ */
+int journal_object_guard_append(cls_method_context_t hctx, bufferlist *in,
+                                bufferlist *out) {
+  uint64_t soft_max_size;
+  try {
+    bufferlist::iterator iter = in->begin();
+    ::decode(soft_max_size, iter);
+  } catch (const buffer::error &err) {
+    CLS_ERR("failed to decode input parameters: %s", err.what());
+    return -EINVAL;
+  }
+
+  uint64_t size;
+  time_t mtime;
+  int r = cls_cxx_stat(hctx, &size, &mtime);
+  if (r == -ENOENT) {
+    return 0;
+  } else if (r < 0) {
+    CLS_ERR("failed to stat object: %s", cpp_strerror(r).c_str());
+    return r;
+  }
+
+  if (size >= soft_max_size) {
+    CLS_LOG(5, "journal object full: %" PRIu64 " >= %" PRIu64,
+            size, soft_max_size);
+    return -EOVERFLOW;
+  }
+  return 0;
+}
+
+CLS_INIT(journal)
+{
+  CLS_LOG(20, "Loaded journal class!");
+
+  cls_handle_t h_class;
+  cls_method_handle_t h_journal_create;
+  cls_method_handle_t h_journal_get_order;
+  cls_method_handle_t h_journal_get_splay_width;
+  cls_method_handle_t h_journal_get_pool_id;
+  cls_method_handle_t h_journal_get_minimum_set;
+  cls_method_handle_t h_journal_set_minimum_set;
+  cls_method_handle_t h_journal_get_active_set;
+  cls_method_handle_t h_journal_set_active_set;
+  cls_method_handle_t h_journal_get_client;
+  cls_method_handle_t h_journal_client_register;
+  cls_method_handle_t h_journal_client_update_data;
+  cls_method_handle_t h_journal_client_update_state;
+  cls_method_handle_t h_journal_client_unregister;
+  cls_method_handle_t h_journal_client_commit;
+  cls_method_handle_t h_journal_client_list;
+  cls_method_handle_t h_journal_get_next_tag_tid;
+  cls_method_handle_t h_journal_get_tag;
+  cls_method_handle_t h_journal_tag_create;
+  cls_method_handle_t h_journal_tag_list;
+  cls_method_handle_t h_journal_object_guard_append;
+
+  cls_register("journal", &h_class);
+
+  /// methods for journal.$journal_id objects
+  cls_register_cxx_method(h_class, "create",
+                          CLS_METHOD_RD | CLS_METHOD_WR,
+                          journal_create, &h_journal_create);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "get_order",
+                          CLS_METHOD_RD,
+                          journal_get_order, &h_journal_get_order);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "get_splay_width",
+                          CLS_METHOD_RD,
+                          journal_get_splay_width, &h_journal_get_splay_width);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "get_pool_id",
+                          CLS_METHOD_RD,
+                          journal_get_pool_id, &h_journal_get_pool_id);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "get_minimum_set",
+                          CLS_METHOD_RD,
+                          journal_get_minimum_set,
+                          &h_journal_get_minimum_set);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "set_minimum_set",
+                          CLS_METHOD_RD | CLS_METHOD_WR,
+                          journal_set_minimum_set,
+                          &h_journal_set_minimum_set);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "get_active_set",
+                          CLS_METHOD_RD,
+                          journal_get_active_set,
+                          &h_journal_get_active_set);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "set_active_set",
+                          CLS_METHOD_RD | CLS_METHOD_WR,
+                          journal_set_active_set,
+                          &h_journal_set_active_set);
+
+  cls_register_cxx_method(h_class, "get_client",
+                          CLS_METHOD_RD,
+                          journal_get_client, &h_journal_get_client);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "client_register",
+                          CLS_METHOD_RD | CLS_METHOD_WR,
+                          journal_client_register, &h_journal_client_register);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "client_update_data",
+                          CLS_METHOD_RD | CLS_METHOD_WR,
+                          journal_client_update_data,
+                          &h_journal_client_update_data);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "client_update_state",
+                          CLS_METHOD_RD | CLS_METHOD_WR,
+                          journal_client_update_state,
+                          &h_journal_client_update_state);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "client_unregister",
+                          CLS_METHOD_RD | CLS_METHOD_WR,
+                          journal_client_unregister,
+                          &h_journal_client_unregister);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "client_commit",
+                          CLS_METHOD_RD | CLS_METHOD_WR,
+                          journal_client_commit, &h_journal_client_commit);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "client_list",
+                          CLS_METHOD_RD,
+                          journal_client_list, &h_journal_client_list);
+
+  cls_register_cxx_method(h_class, "get_next_tag_tid",
+                          CLS_METHOD_RD,
+                          journal_get_next_tag_tid,
+                          &h_journal_get_next_tag_tid);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "get_tag",
+                          CLS_METHOD_RD,
+                          journal_get_tag, &h_journal_get_tag);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "tag_create",
+                          CLS_METHOD_RD | CLS_METHOD_WR,
+                          journal_tag_create, &h_journal_tag_create);
+  cls_register_cxx_method(h_class, "tag_list",
+                          CLS_METHOD_RD,
+                          journal_tag_list, &h_journal_tag_list);
+
+  /// methods for journal_data.$journal_id.$object_id objects
+  cls_register_cxx_method(h_class, "guard_append",
+                          CLS_METHOD_RD | CLS_METHOD_WR,
+                          journal_object_guard_append,
+                          &h_journal_object_guard_append);
+}