Whamcloud - gitweb
LU-12518 llite: rename count and nob variables to bytes
[fs/lustre-release.git] / lustre / include / cl_object.h
1 /*
2  * GPL HEADER START
3  *
4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
8  * as published by the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * version 2 along with this program; If not, see
18  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html
19  *
20  * GPL HEADER END
21  */
22 /*
23  * Copyright (c) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
24  * Use is subject to license terms.
25  *
26  * Copyright (c) 2011, 2017, Intel Corporation.
27  */
28 /*
29  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
30  */
31 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
32 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
33
34 /** \defgroup clio clio
35  *
36  * Client objects implement io operations and cache pages.
37  *
38  * Examples: lov and osc are implementations of cl interface.
39  *
40  * Big Theory Statement.
41  *
42  * Layered objects.
43  *
44  * Client implementation is based on the following data-types:
45  *
46  *   - cl_object
47  *
48  *   - cl_page
49  *
50  *   - cl_lock     represents an extent lock on an object.
51  *
52  *   - cl_io       represents high-level i/o activity such as whole read/write
53  *                 system call, or write-out of pages from under the lock being
54  *                 canceled. cl_io has sub-ios that can be stopped and resumed
55  *                 independently, thus achieving high degree of transfer
56  *                 parallelism. Single cl_io can be advanced forward by
57  *                 the multiple threads (although in the most usual case of
58  *                 read/write system call it is associated with the single user
59  *                 thread, that issued the system call).
60  *
61  * Terminology
62  *
63  *     - to avoid confusion high-level I/O operation like read or write system
64  *     call is referred to as "an io", whereas low-level I/O operation, like
65  *     RPC, is referred to as "a transfer"
66  *
67  *     - "generic code" means generic (not file system specific) code in the
68  *     hosting environment. "cl-code" means code (mostly in cl_*.c files) that
69  *     is not layer specific.
70  *
71  * Locking.
72  *
73  *  - i_mutex
74  *      - PG_locked
75  *          - cl_object_header::coh_page_guard
76  *          - lu_site::ls_guard
77  *
78  * See the top comment in cl_object.c for the description of overall locking and
79  * reference-counting design.
80  *
81  * See comments below for the description of i/o, page, and dlm-locking
82  * design.
83  *
84  * @{
85  */
86
87 /*
88  * super-class definitions.
89  */
90 #include <linux/aio.h>
91 #include <linux/fs.h>
92
93 #include <libcfs/libcfs.h>
94 #include <lu_object.h>
95 #include <linux/atomic.h>
96 #include <linux/mutex.h>
97 #include <linux/radix-tree.h>
98 #include <linux/spinlock.h>
99 #include <linux/wait.h>
100 #include <linux/pagevec.h>
101 #include <libcfs/linux/linux-misc.h>
102 #include <lustre_dlm.h>
103
104 struct obd_info;
105 struct inode;
106
107 struct cl_device;
108
109 struct cl_object;
110
111 struct cl_page;
112 struct cl_page_slice;
113 struct cl_lock;
114 struct cl_lock_slice;
115
116 struct cl_lock_operations;
117 struct cl_page_operations;
118
119 struct cl_io;
120 struct cl_io_slice;
121
122 struct cl_req_attr;
123
124 /**
125  * Device in the client stack.
126  *
127  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
128  */
129 struct cl_device {
130         /** Super-class. */
131         struct lu_device                   cd_lu_dev;
132 };
133
134 /** \addtogroup cl_object cl_object
135  * @{ */
136 /**
137  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
138  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
139  * from sub-objects' ones.
140  */
141 struct cl_attr {
142         /** Object size, in bytes */
143         loff_t cat_size;
144
145         unsigned int cat_kms_valid:1;
146         /**
147          * Known minimal size, in bytes.
148          *
149          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
150          */
151         loff_t cat_kms;
152         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
153         time64_t cat_mtime;
154         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
155         time64_t cat_atime;
156         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
157         time64_t cat_ctime;
158         /**
159          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
160          *
161          * \todo XXX An interface for block size is needed.
162          */
163         __u64  cat_blocks;
164         /**
165          * User identifier for quota purposes.
166          */
167         uid_t  cat_uid;
168         /**
169          * Group identifier for quota purposes.
170          */
171         gid_t  cat_gid;
172
173         /* nlink of the directory */
174         __u64  cat_nlink;
175
176         /* Project identifier for quota purpose. */
177         __u32  cat_projid;
178 };
179
180 /**
181  * Fields in cl_attr that are being set.
182  */
183 enum cl_attr_valid {
184         CAT_SIZE        = BIT(0),
185         CAT_KMS         = BIT(1),
186         CAT_MTIME       = BIT(3),
187         CAT_ATIME       = BIT(4),
188         CAT_CTIME       = BIT(5),
189         CAT_BLOCKS      = BIT(6),
190         CAT_UID         = BIT(7),
191         CAT_GID         = BIT(8),
192         CAT_PROJID      = BIT(9),
193 };
194
195 /**
196  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
197  * stacks.
198  *
199  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
200  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
201  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
202  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
203  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
204  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
205  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
206  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
207  *    table.
208  *
209  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
210  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
211  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
212  *    layers:
213  *
214  *        - vvp
215  *        - lov
216  *
217  *    whereas its sub-objects are composed of
218  *
219  *        - lovsub
220  *        - osc
221  *
222  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
223  *    track of the object-subobject relationship.
224  *
225  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
226  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
227  *    destroyed too.
228  *
229  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
230  */
231 struct cl_object {
232         /** super class */
233         struct lu_object                   co_lu;
234         /** per-object-layer operations */
235         const struct cl_object_operations *co_ops;
236         /** offset of page slice in cl_page buffer */
237         int                                co_slice_off;
238 };
239
240 /**
241  * Description of the client object configuration. This is used for the
242  * creation of a new client object that is identified by a more state than
243  * fid.
244  */
245 struct cl_object_conf {
246         /** Super-class. */
247         struct lu_object_conf     coc_lu;
248         union {
249                 /**
250                  * Object layout. This is consumed by lov.
251                  */
252                 struct lu_buf    coc_layout;
253                 /**
254                  * Description of particular stripe location in the
255                  * cluster. This is consumed by osc.
256                  */
257                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
258         } u;
259         /**
260          * VFS inode. This is consumed by vvp.
261          */
262         struct inode             *coc_inode;
263         /**
264          * Layout lock handle.
265          */
266         struct ldlm_lock         *coc_lock;
267         bool                     coc_try;
268         /**
269          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
270          */
271         int                       coc_opc;
272 };
273
274 enum {
275         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
276          * holding layout lock. */
277         OBJECT_CONF_SET = 0,
278         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
279          * layout lock. */
280         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
281         /** wait for old layout to go away so that new layout can be
282          * set up. */
283         OBJECT_CONF_WAIT = 2
284 };
285
286 enum {
287         CL_LAYOUT_GEN_NONE      = (u32)-2,      /* layout lock was cancelled */
288         CL_LAYOUT_GEN_EMPTY     = (u32)-1,      /* for empty layout */
289 };
290
291 struct cl_layout {
292         /** the buffer to return the layout in lov_mds_md format. */
293         struct lu_buf   cl_buf;
294         /** size of layout in lov_mds_md format. */
295         size_t          cl_size;
296         /** Layout generation. */
297         u32             cl_layout_gen;
298         /** whether layout is a composite one */
299         bool            cl_is_composite;
300         /** Whether layout is a HSM released one */
301         bool            cl_is_released;
302 };
303
304 enum coo_inode_opc {
305         COIO_INODE_LOCK,
306         COIO_INODE_UNLOCK,
307         COIO_SIZE_LOCK,
308         COIO_SIZE_UNLOCK,
309         COIO_LAYOUT_LOCK,
310         COIO_LAYOUT_UNLOCK,
311 };
312
313 /**
314  * Operations implemented for each cl object layer.
315  *
316  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
317  */
318 struct cl_object_operations {
319         /**
320          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
321          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
322          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
323          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
324          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
325          * sense). Optional.
326          *
327          * \retval NULL success.
328          *
329          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
330          *
331          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
332          *         to be used instead of newly created.
333          */
334         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
335                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
336         /**
337          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
338          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
339          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
340          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
341          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
342          */
343         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
344                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
345                               const struct cl_io *io);
346         /**
347          * Initialize io state for a given layer.
348          *
349          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
350          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
351          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
352          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
353          * participating in this io share the same session.
354          */
355         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
356                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
357         /**
358          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
359          * called top-to-bottom through all object layers.
360          *
361          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
362          *
363          * \return   0: to continue
364          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
365          *              from enclosing cl_object_attr_get())
366          * \return -ve: to signal error
367          */
368         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
369                             struct cl_attr *attr);
370         /**
371          * Update attributes.
372          *
373          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
374          * indicating what attributes are to be set.
375          *
376          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
377          *
378          * \return the same convention as for
379          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
380          */
381         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
382                                const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
383         /**
384          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
385          * configuration.
386          *
387          * XXX error conditions and handling.
388          */
389         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
390                             const struct cl_object_conf *conf);
391         /**
392          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
393          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
394          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
395          *
396          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
397          * \see osc_object_glimpse()
398          */
399         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
400                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
401         /**
402          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
403          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
404          * mainly pages and locks.
405          */
406         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
407         /**
408          * Object getstripe method.
409          */
410         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
411                              struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
412         /**
413          * Get FIEMAP mapping from the object.
414          */
415         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
416                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
417                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
418         /**
419          * Get layout and generation of the object.
420          */
421         int (*coo_layout_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
422                               struct cl_layout *layout);
423         /**
424          * Get maximum size of the object.
425          */
426         loff_t (*coo_maxbytes)(struct cl_object *obj);
427         /**
428          * Set request attributes.
429          */
430         void (*coo_req_attr_set)(const struct lu_env *env,
431                                  struct cl_object *obj,
432                                  struct cl_req_attr *attr);
433         /**
434          * Flush \a obj data corresponding to \a lock. Used for DoM
435          * locks in llite's cancelling blocking ast callback.
436          */
437         int (*coo_object_flush)(const struct lu_env *env,
438                                 struct cl_object *obj,
439                                 struct ldlm_lock *lock);
440         /**
441          * operate upon inode. Used in LOV to lock/unlock inode from vvp layer.
442          */
443         int (*coo_inode_ops)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
444                              enum coo_inode_opc opc, void *data);
445 };
446
447 /**
448  * Extended header for client object.
449  */
450 struct cl_object_header {
451         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
452          * here. */
453         struct lu_object_header coh_lu;
454
455         /**
456          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
457          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
458          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
459          * field allows certain code to be written generically, without
460          * limiting possible cl_object layouts unduly.
461          */
462         struct cl_object_header *coh_parent;
463         /**
464          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
465          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
466          * from.
467          *
468          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
469          */
470         spinlock_t               coh_attr_guard;
471         /**
472          * Size of cl_page + page slices
473          */
474         unsigned short           coh_page_bufsize;
475         /**
476          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
477          * sub-object, etc.
478          */
479         unsigned char            coh_nesting;
480 };
481
482 /**
483  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
484  * layer top-to-bottom to \a slice.
485  */
486 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
487         list_for_each_entry((slice),                            \
488                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
489                             co_lu.lo_linkage)
490
491 /**
492  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
493  * layer bottom-to-top to \a slice.
494  */
495 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
496         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
497                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
498                                     co_lu.lo_linkage)
499
500 /** @} cl_object */
501
502 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
503
504 /** \addtogroup cl_page cl_page
505  * @{ */
506
507 /** \struct cl_page
508  * Layered client page.
509  *
510  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
511  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
512  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
513  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
514  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
515  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
516  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
517  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
518  *
519  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
520  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
521  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
522  *    current design) that
523  *
524  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
525  *          memory pressure),
526  *
527  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
528  *          environment.
529  *
530  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
531  *    established when cl_page is created.
532  *
533  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
534  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
535  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
536  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
537  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
538  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
539  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
540  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
541  *
542  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
543  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
544  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
545  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
546  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
547  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
548  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
549  *    different ways to own a page in the client:
550  *
551  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
552  *
553  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
554  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
555  *
556  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
557  *    cl_page_unassume().
558  *
559  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
560  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
561  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
562  *    destroyed.
563  *
564  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
565  *    pages is the following:
566  *
567  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
568  *          to a page:
569  *
570  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
571  *              spin-lock;
572  *
573  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
574  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
575  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
576  *
577  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
578  *          ways are severed with the proper synchronization
579  *          (cl_page_delete());
580  *
581  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
582  *          lock;
583  *
584  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
585  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
586  *
587  *    Together this guarantees that when last reference to a
588  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
589  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
590  *    ones exist.
591  *
592  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
593  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
594  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
595  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
596  *    page.
597  *
598  * Linux Kernel implementation.
599  *
600  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
601  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
602  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
603  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
604  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
605  *    private data structures).
606  *
607  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
608  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
609  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
610  *    transfer.
611  *
612  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
613  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
614  */
615
616 /**
617  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
618  *
619  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
620  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
621  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
622  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
623  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
624  * are interested in them.
625  */
626 enum cl_page_state {
627         /**
628          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
629          * following cases:
630          *
631          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
632          *     owns it;
633          *
634          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
635          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
636          *     into an RPC being constructed, and yanks it from the cache;
637          *
638          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
639          *     evict the page form the memory;
640          *
641          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
642          */
643         CPS_CACHED = 1,
644         /**
645          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
646          * state as a result of
647          *
648          *     - io creating new page and immediately owning it;
649          *
650          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
651          *     and owning it;
652          *
653          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
654          *     and waiting for owner to release the page;
655          *
656          * Page leaves owned state in the following cases:
657          *
658          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
659          *     the cache, doing nothing;
660          *
661          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
662          *     this page;
663          *
664          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
665          *     transfer for this page;
666          *
667          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
668          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
669          *
670          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
671          */
672         CPS_OWNED,
673         /**
674          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
675          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
676          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
677          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
678          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
679          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
680          * made by the hosting environment (that effectively means that the
681          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
682          * advance". This property is mentioned, because it is important when
683          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
684          * enter this state as a result of
685          *
686          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
687          *     write-out of this page, or
688          *
689          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
690          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
691          *     transfer.
692          *
693          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
694          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
695          *
696          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
697          *
698          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
699          */
700         CPS_PAGEOUT,
701         /**
702          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
703          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
704          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
705          * construction of read request from cached, presumably not up to date,
706          * pages.
707          *
708          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
709          *
710          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
711          */
712         CPS_PAGEIN,
713         /**
714          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
715          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
716          * of truncate.
717          *
718          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
719          *
720          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
721          */
722         CPS_FREEING,
723         CPS_NR
724 };
725
726 enum cl_page_type {
727         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
728          * belongs to. */
729         CPT_CACHEABLE = 1,
730
731         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
732          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
733          *  it is used in DirectIO and lockless IO. */
734         CPT_TRANSIENT,
735         CPT_NR
736 };
737
738 #define CP_STATE_BITS   4
739 #define CP_TYPE_BITS    2
740 #define CP_MAX_LAYER    2
741
742 /**
743  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
744  * immutables.
745  *
746  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
747  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
748  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
749  * cl_page::cp_owner (when set).
750  */
751 struct cl_page {
752         /** Reference counter. */
753         refcount_t              cp_ref;
754         /** layout_entry + stripe index, composed using lov_comp_index() */
755         unsigned int            cp_lov_index;
756         /** page->index of the page within the whole file */
757         pgoff_t                 cp_page_index;
758         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
759         struct cl_object        *cp_obj;
760         /** vmpage */
761         struct page             *cp_vmpage;
762         /**
763          * Assigned if doing direct IO, because in this case cp_vmpage is not
764          * a valid page cache page, hence the inode cannot be inferred from
765          * cp_vmpage->mapping->host.
766          */
767         struct inode            *cp_inode;
768         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
769         struct list_head        cp_batch;
770         /** array of slices offset. Immutable after creation. */
771         unsigned char           cp_layer_offset[CP_MAX_LAYER];
772         /** current slice index */
773         unsigned char           cp_layer_count:2;
774         /**
775          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
776          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
777          */
778         enum cl_page_state       cp_state:CP_STATE_BITS;
779         /**
780          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
781          * creation.
782          */
783         enum cl_page_type       cp_type:CP_TYPE_BITS;
784         unsigned                cp_defer_uptodate:1,
785                                 cp_ra_updated:1,
786                                 cp_ra_used:1;
787         /* which slab kmem index this memory allocated from */
788         short int               cp_kmem_index;
789
790         /**
791          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
792          * by sub-io. Protected by a VM lock.
793          */
794         struct cl_io            *cp_owner;
795         /** List of references to this page, for debugging. */
796         struct lu_ref           cp_reference;
797         /** Link to an object, for debugging. */
798         struct lu_ref_link      cp_obj_ref;
799         /** Link to a queue, for debugging. */
800         struct lu_ref_link      cp_queue_ref;
801         /** Assigned if doing a sync_io */
802         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
803 };
804
805 /**
806  * Per-layer part of cl_page.
807  *
808  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
809  */
810 struct cl_page_slice {
811         struct cl_page                  *cpl_page;
812         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
813 };
814
815 /**
816  * Lock mode. For the client extent locks.
817  *
818  * \ingroup cl_lock
819  */
820 enum cl_lock_mode {
821         CLM_READ,
822         CLM_WRITE,
823         CLM_GROUP,
824         CLM_MAX,
825 };
826
827 /**
828  * Requested transfer type.
829  */
830 enum cl_req_type {
831         CRT_READ,
832         CRT_WRITE,
833         CRT_NR
834 };
835
836 /**
837  * Per-layer page operations.
838  *
839  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
840  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
841  * the obvious cases.
842  *
843  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
844  */
845 struct cl_page_operations {
846         /**
847          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
848          * implement these. Current code assumes that this functionality is
849          * provided by the topmost layer, see __cl_page_disown() as an example.
850          */
851
852         /**
853          * Update file attributes when all we have is this page.  Used for tiny
854          * writes to update attributes when we don't have a full cl_io.
855          */
856         void (*cpo_page_touch)(const struct lu_env *env,
857                                const struct cl_page_slice *slice, size_t to);
858         /**
859          * Page destruction.
860          */
861
862         /**
863          * Called when page is truncated from the object. Optional.
864          *
865          * \see cl_page_discard()
866          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
867          */
868         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
869                             const struct cl_page_slice *slice,
870                             struct cl_io *io);
871         /**
872          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
873          * destroyed. Optional.
874          *
875          * \see cl_page_delete()
876          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
877          */
878         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
879                            const struct cl_page_slice *slice);
880         /**
881          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
882          *
883          * \see cl_page_print()
884          */
885         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
886                          const struct cl_page_slice *slice,
887                          void *cookie, lu_printer_t p);
888         /**
889          * \name transfer
890          *
891          * Transfer methods.
892          *
893          * @{
894          */
895         /**
896          * Request type dependent vector of operations.
897          *
898          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
899          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
900          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
901          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
902          * provided. That is, method invocation usually looks like
903          *
904          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
905          */
906         struct {
907                 /**
908                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
909                  * fired after cl_page_prep() or cl_page_make_ready() call.
910                  *
911                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
912                  * guaranteed however, that the page involved and its object
913                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
914                  * safe).
915                  *
916                  * \see cl_page_completion()
917                  */
918                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
919                                        const struct cl_page_slice *slice,
920                                        int ioret);
921         } io[CRT_NR];
922         /**
923          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
924          * transmitted.
925          *
926          * This is used for immediate transfers.
927          *
928          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
929          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
930          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
931          * this for page queues.
932          *
933          * \see cl_page_clip()
934          */
935         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
936                          const struct cl_page_slice *slice,
937                          int from, int to);
938         /**
939          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
940          * right now.
941          *
942          * \see cl_page_flush()
943          */
944         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
945                          const struct cl_page_slice *slice,
946                          struct cl_io *io);
947         /** @} transfer */
948 };
949
950 /**
951  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
952  */
953 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
954 do {                                                                    \
955         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
956                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
957                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
958                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
959         }                                                               \
960 } while (0)
961
962 /**
963  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
964  */
965 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
966 do {                                                                          \
967         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
968                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
969                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
970                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
971         }                                                                     \
972 } while (0)
973
974 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
975 {
976         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
977         return page->cp_vmpage;
978 }
979
980 static inline pgoff_t cl_page_index(const struct cl_page *cp)
981 {
982         return cl_page_vmpage(cp)->index;
983 }
984
985 /**
986  * Check if a cl_page is in use.
987  *
988  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
989  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
990  */
991 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
992 {
993         return (refcount_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
994 }
995
996 /**
997  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
998  */
999 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1000 /**
1001  * Caller doesn't hold a refcount.
1002  */
1003 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1004
1005 /** @} cl_page */
1006
1007 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1008  * @{ */
1009 /** \struct cl_lock
1010  *
1011  * Extent locking on the client.
1012  *
1013  * LAYERING
1014  *
1015  * The locking model of the new client code is built around
1016  *
1017  *        struct cl_lock
1018  *
1019  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1020  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1021  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1022  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1023  *
1024  * Typical cl_lock consists of one layer:
1025  *
1026  *     - lov_lock (lov specific data).
1027  *
1028  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1029  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1030  *
1031  *     - osc_lock
1032  *
1033  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1034  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1035  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1036  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1037  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1038  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1039  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1040  *
1041  * LIFE CYCLE
1042  *
1043  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1044  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1045  * I/O is complete.
1046  *
1047  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1048  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1049  *
1050  * INTERFACE AND USAGE
1051  *
1052  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1053  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1054  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1055  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1056  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1057  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1058  * OST side.
1059  *
1060  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1061  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1062  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1063  * clo_enqueue time, is released.
1064  *
1065  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1066  *
1067  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1068  *
1069  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1070  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1071  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1072  *
1073  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1074  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1075  *
1076  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1077  *
1078  *     - locks are released after IO is complete.
1079  *
1080  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1081  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1082  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1083  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1084  *
1085  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1086  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1087  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1088  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1089  * sacrificing correctness. This includes:
1090  *
1091  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1092  *  atomicity;
1093  *
1094  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1095  *
1096  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1097  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1098  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1099  *
1100  * Interaction with DLM
1101  *
1102  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1103  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1104  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1105  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1106  * description of interaction with DLM.
1107  */
1108
1109 /**
1110  * Lock description.
1111  */
1112 struct cl_lock_descr {
1113         /** Object this lock is granted for. */
1114         struct cl_object *cld_obj;
1115         /** Index of the first page protected by this lock. */
1116         pgoff_t           cld_start;
1117         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1118         pgoff_t           cld_end;
1119         /** Group ID, for group lock */
1120         __u64             cld_gid;
1121         /** Lock mode. */
1122         enum cl_lock_mode cld_mode;
1123         /**
1124          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1125          * enum cl_enq_flags.
1126          */
1127         __u32             cld_enq_flags;
1128 };
1129
1130 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1131 #define PDESCR(descr)                                                   \
1132         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1133         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1134
1135 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1136
1137 /**
1138  * Layered client lock.
1139  */
1140 struct cl_lock {
1141         /** List of slices. Immutable after creation. */
1142         struct list_head      cll_layers;
1143         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1144         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1145 };
1146
1147 /**
1148  * Per-layer part of cl_lock
1149  *
1150  * \see lov_lock, osc_lock
1151  */
1152 struct cl_lock_slice {
1153         struct cl_lock                  *cls_lock;
1154         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1155          * creation. */
1156         struct cl_object                *cls_obj;
1157         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1158         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1159         struct list_head                 cls_linkage;
1160 };
1161
1162 /**
1163  *
1164  * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
1165  */
1166 struct cl_lock_operations {
1167         /** @{ */
1168         /**
1169          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1170          *
1171          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1172          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1173          *              @anchor for resources
1174          * \retval -ve  failure
1175          *
1176          * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
1177          */
1178         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1179                             const struct cl_lock_slice *slice,
1180                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1181         /**
1182          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1183          * DLM lock
1184          */
1185         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1186                            const struct cl_lock_slice *slice);
1187         /** @} */
1188         /**
1189          * Destructor. Frees resources and the slice.
1190          *
1191          * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
1192          */
1193         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1194         /**
1195          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1196          */
1197         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1198                          void *cookie, lu_printer_t p,
1199                          const struct cl_lock_slice *slice);
1200 };
1201
1202 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1203 do {                                                                    \
1204         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1205                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1206                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1207                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1208         }                                                               \
1209 } while (0)
1210
1211 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1212         if (likely(expr))                                               \
1213                 break;                                                  \
1214                                                                         \
1215         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1216         LBUG();                                                         \
1217 } while (0)
1218
1219 /** @} cl_lock */
1220
1221 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1222  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1223  *
1224  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1225  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1226  * pages:
1227  *
1228  *     - submit pages for an immediate transfer,
1229  *
1230  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1231  *
1232  *     - discard pages.
1233  *
1234  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1235  *
1236  * \todo XXX concurrency control.
1237  *
1238  * @{
1239  */
1240 struct cl_page_list {
1241         unsigned                 pl_nr;
1242         struct list_head         pl_pages;
1243 };
1244
1245 /**
1246  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1247  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1248  */
1249 struct cl_2queue {
1250         struct cl_page_list c2_qin;
1251         struct cl_page_list c2_qout;
1252 };
1253
1254 /** @} cl_page_list */
1255
1256 /** \addtogroup cl_io cl_io
1257  * @{ */
1258 /** \struct cl_io
1259  * I/O
1260  *
1261  * cl_io represents a high level I/O activity like
1262  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1263  * lock.
1264  *
1265  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1266  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1267  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1268  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1269  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1270  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1271  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1272  * by using free-lists, see cl_env_get().
1273  *
1274  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1275  * cl_io_type.
1276  *
1277  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1278  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1279  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1280  * released.
1281  *
1282  * For read/write io overall execution plan is as following:
1283  *
1284  *     (0) initialize io state through all layers;
1285  *
1286  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1287  *
1288  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1289  *
1290  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1291  *
1292  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1293  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1294  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1295  *
1296  *     (5) release locks
1297  *
1298  *     (6) repeat loop.
1299  *
1300  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1301  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1302  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1303  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1304  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1305  */
1306
1307 /** IO types */
1308 enum cl_io_type {
1309         /** read system call */
1310         CIT_READ = 1,
1311         /** write system call */
1312         CIT_WRITE,
1313         /** truncate, utime system calls */
1314         CIT_SETATTR,
1315         /** get data version */
1316         CIT_DATA_VERSION,
1317         /**
1318          * page fault handling
1319          */
1320         CIT_FAULT,
1321         /**
1322          * fsync system call handling
1323          * To write out a range of file
1324          */
1325         CIT_FSYNC,
1326         /**
1327          * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1328          */
1329         CIT_GLIMPSE,
1330         /**
1331          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1332          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1333          *
1334          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1335          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1336          *     to the server;
1337          *
1338          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1339          *     for memory cleansing;
1340          *
1341          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1342          *
1343          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1344          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1345          * cl_io_loop() is never called for it.
1346          */
1347         CIT_MISC,
1348         /**
1349          * ladvise handling
1350          * To give advice about access of a file
1351          */
1352         CIT_LADVISE,
1353         /**
1354          * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
1355          * across all file objects
1356          */
1357         CIT_LSEEK,
1358         CIT_OP_NR
1359 };
1360
1361 /**
1362  * States of cl_io state machine
1363  */
1364 enum cl_io_state {
1365         /** Not initialized. */
1366         CIS_ZERO,
1367         /** Initialized. */
1368         CIS_INIT,
1369         /** IO iteration started. */
1370         CIS_IT_STARTED,
1371         /** Locks taken. */
1372         CIS_LOCKED,
1373         /** Actual IO is in progress. */
1374         CIS_IO_GOING,
1375         /** IO for the current iteration finished. */
1376         CIS_IO_FINISHED,
1377         /** Locks released. */
1378         CIS_UNLOCKED,
1379         /** Iteration completed. */
1380         CIS_IT_ENDED,
1381         /** cl_io finalized. */
1382         CIS_FINI
1383 };
1384
1385 /**
1386  * IO state private for a layer.
1387  *
1388  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1389  * dynamically.
1390  *
1391  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1392  */
1393 struct cl_io_slice {
1394         struct cl_io                    *cis_io;
1395         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1396         struct cl_object                *cis_obj;
1397         /** io operations. Immutable after creation. */
1398         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1399         /**
1400          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1401          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1402          */
1403         struct list_head                cis_linkage;
1404 };
1405
1406 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1407                               struct pagevec *);
1408
1409 struct cl_read_ahead {
1410         /* Maximum page index the readahead window will end.
1411          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1412          * cra_end is included. */
1413         pgoff_t         cra_end_idx;
1414         /* optimal RPC size for this read, by pages */
1415         unsigned long   cra_rpc_pages;
1416         /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
1417          * function should be called to release it. */
1418         void            (*cra_release)(const struct lu_env *env,
1419                                        struct cl_read_ahead *ra);
1420
1421         /* Callback data for cra_release routine */
1422         void            *cra_dlmlock;
1423         void            *cra_oio;
1424
1425         /* whether lock is in contention */
1426         bool            cra_contention;
1427 };
1428
1429 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1430                                          struct cl_read_ahead *ra)
1431 {
1432         if (ra->cra_release != NULL)
1433                 ra->cra_release(env, ra);
1434         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1435 }
1436
1437
1438 /**
1439  * Per-layer io operations.
1440  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1441  */
1442 struct cl_io_operations {
1443         /**
1444          * Vector of io state transition methods for every io type.
1445          *
1446          * \see cl_page_operations::io
1447          */
1448         struct {
1449                 /**
1450                  * Prepare io iteration at a given layer.
1451                  *
1452                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1453                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1454                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1455                  *
1456                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1457                  */
1458                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1459                                       const struct cl_io_slice *slice);
1460                 /**
1461                  * Finalize io iteration.
1462                  *
1463                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1464                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1465                  * continued.
1466                  *
1467                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1468                  */
1469                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1470                                        const struct cl_io_slice *slice);
1471                 /**
1472                  * Collect locks for the current iteration of io.
1473                  *
1474                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1475                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1476                  * anything, instead it should post a lock through
1477                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1478                  * sorted and enqueued in the proper order.
1479                  */
1480                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1481                                   const struct cl_io_slice *slice);
1482                 /**
1483                  * Finalize unlocking.
1484                  *
1485                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1486                  * functionality, after generic code released all locks
1487                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1488                  */
1489                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1490                                     const struct cl_io_slice *slice);
1491                 /**
1492                  * Start io iteration.
1493                  *
1494                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1495                  * commence actual IO. In the current implementation,
1496                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1497                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1498                  * are called when everything is done.
1499                  */
1500                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1501                                   const struct cl_io_slice *slice);
1502                 /**
1503                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1504                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1505                  */
1506                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1507                                   const struct cl_io_slice *slice);
1508                 /**
1509                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1510                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1511                  */
1512                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1513                                     const struct cl_io_slice *slice,
1514                                     size_t nob);
1515                 /**
1516                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1517                  */
1518                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1519                                   const struct cl_io_slice *slice);
1520         } op[CIT_OP_NR];
1521
1522         /**
1523          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1524          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1525          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1526          * submission failed after some pages were moved into \a
1527          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1528          * executed on them.
1529          */
1530         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1531                         const struct cl_io_slice *slice,
1532                         enum cl_req_type crt,
1533                         struct cl_2queue *queue);
1534         /**
1535          * Queue async page for write.
1536          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1537          * cio_submit is for urgent request.
1538          */
1539         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1540                         const struct cl_io_slice *slice,
1541                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1542                         cl_commit_cbt cb);
1543         /**
1544          * Release active extent.
1545          */
1546         void  (*cio_extent_release)(const struct lu_env *env,
1547                                     const struct cl_io_slice *slice);
1548         /**
1549          * Decide maximum read ahead extent
1550          *
1551          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1552          */
1553         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1554                               const struct cl_io_slice *slice,
1555                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1556         /**
1557          *
1558          * Reserve LRU slots before IO.
1559          */
1560         int (*cio_lru_reserve) (const struct lu_env *env,
1561                                 const struct cl_io_slice *slice,
1562                                 loff_t pos, size_t bytes);
1563         /**
1564          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1565          */
1566         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1567                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1568 };
1569
1570 /**
1571  * Flags to lock enqueue procedure.
1572  * \ingroup cl_lock
1573  */
1574 enum cl_enq_flags {
1575         /**
1576          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1577          * -EAGAIN is returned immediately.
1578          */
1579         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1580         /**
1581          * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
1582          * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
1583          *
1584          * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
1585          * as automatically compatible with other osc locks.
1586          * (see osc_lock_compatible)
1587          */
1588         CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
1589         /**
1590          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1591          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1592          * protected by this lock, without sending them to the server.
1593          */
1594         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1595         /**
1596          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1597          * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
1598          * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
1599          * mode.
1600          *
1601          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
1602          */
1603         CEF_MUST         = 0x00000008,
1604         /**
1605          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1606          * not used currently.
1607          *
1608          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1609          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1610          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1611          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1612          * that are described by the enqueue flags.
1613          */
1614         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1615         /**
1616          * tell the dlm layer this is a speculative lock request
1617          * speculative lock requests are locks which are not requested as part
1618          * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
1619          * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
1620          * ptlrpc layer.
1621          *
1622          * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
1623          * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
1624          */
1625         CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
1626         /**
1627          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1628          */
1629         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1630         /**
1631          * Lock match only. Used by group lock in I/O as group lock
1632          * is known to exist.
1633          */
1634         CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
1635         /**
1636          * tell the DLM layer to lock only the requested range
1637          */
1638         CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
1639         /**
1640          * mask of enq_flags.
1641          */
1642         CEF_MASK         = 0x000001ff,
1643 };
1644
1645 /**
1646  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1647  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1648  */
1649 struct cl_io_lock_link {
1650         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1651         struct list_head        cill_linkage;
1652         struct cl_lock          cill_lock;
1653         /** optional destructor */
1654         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1655                                              struct cl_io_lock_link *link);
1656 };
1657 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1658
1659 /**
1660  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1661  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1662  * possible, because
1663  *
1664  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1665  *        "cascading timeouts";
1666  *
1667  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1668  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1669  *
1670  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1671  *
1672  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1673  *
1674  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1675  *
1676  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1677  *
1678  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1679  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1680  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1681  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1682  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1683  *
1684  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1685  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1686  * enqueued.
1687  */
1688 struct cl_lockset {
1689         /** locks to be acquired. */
1690         struct list_head  cls_todo;
1691         /** locks acquired. */
1692         struct list_head  cls_done;
1693 };
1694
1695 /**
1696  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1697  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1698  */
1699 enum cl_io_lock_dmd {
1700         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1701         CILR_MANDATORY = 0,
1702         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1703         CILR_MAYBE,
1704         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1705         CILR_NEVER
1706 };
1707
1708 enum cl_fsync_mode {
1709         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1710         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1711         /** start writeback and wait for them to finish */
1712         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1713         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1714         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1715         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1716          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1717         CL_FSYNC_ALL   = 3
1718 };
1719
1720 struct cl_io_rw_common {
1721         loff_t  crw_pos;
1722         size_t  crw_bytes;
1723         int     crw_nonblock;
1724 };
1725 enum cl_setattr_subtype {
1726         /** regular setattr **/
1727         CL_SETATTR_REG = 1,
1728         /** truncate(2) **/
1729         CL_SETATTR_TRUNC,
1730         /** fallocate(2) - mode preallocate **/
1731         CL_SETATTR_FALLOCATE
1732 };
1733
1734 struct cl_io_range {
1735         loff_t cir_pos;
1736         size_t cir_count;
1737 };
1738
1739 struct cl_io_pt {
1740         struct cl_io_pt *cip_next;
1741         struct kiocb cip_iocb;
1742         struct iov_iter cip_iter;
1743         struct file *cip_file;
1744         enum cl_io_type cip_iot;
1745         unsigned int cip_need_restart:1;
1746         loff_t cip_pos;
1747         size_t cip_count;
1748         ssize_t cip_result;
1749 };
1750
1751 /**
1752  * State for io.
1753  *
1754  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1755  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1756  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1757  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1758  * mutable cl_io fields.
1759  */
1760 struct cl_io {
1761         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1762         enum cl_io_type                ci_type;
1763         /** current state of cl_io state machine. */
1764         enum cl_io_state               ci_state;
1765         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1766         struct cl_object              *ci_obj;
1767         /** top level dio_aio */
1768         struct cl_dio_aio             *ci_dio_aio;
1769         /**
1770          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1771          * creation.
1772          */
1773         struct cl_io                  *ci_parent;
1774         /** List of slices. Immutable after creation. */
1775         struct list_head                ci_layers;
1776         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1777         struct cl_lockset              ci_lockset;
1778         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1779         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1780         /** layout version when this IO occurs */
1781         __u32                           ci_layout_version;
1782         union {
1783                 struct cl_rd_io {
1784                         struct cl_io_rw_common rd;
1785                 } ci_rd;
1786                 struct cl_wr_io {
1787                         struct cl_io_rw_common wr;
1788                         int                    wr_append;
1789                         int                    wr_sync;
1790                 } ci_wr;
1791                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1792                 struct cl_setattr_io {
1793                         struct ost_lvb           sa_attr;
1794                         unsigned int             sa_attr_flags;
1795                         unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
1796                         unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
1797                         int                      sa_stripe_index;
1798                         struct ost_layout        sa_layout;
1799                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1800                         /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
1801                         /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
1802                         enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
1803                         /* The following are used for fallocate(2) */
1804                         int                      sa_falloc_mode;
1805                         loff_t                   sa_falloc_offset;
1806                         loff_t                   sa_falloc_end;
1807                         uid_t                    sa_falloc_uid;
1808                         gid_t                    sa_falloc_gid;
1809                         __u32                    sa_falloc_projid;
1810                 } ci_setattr;
1811                 struct cl_data_version_io {
1812                         u64 dv_data_version;
1813                         u32 dv_layout_version;
1814                         int dv_flags;
1815                 } ci_data_version;
1816                 struct cl_fault_io {
1817                         /** page index within file. */
1818                         pgoff_t         ft_index;
1819                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1820                         size_t          ft_bytes;
1821                         /** writable page? for nopage() only */
1822                         int             ft_writable;
1823                         /** page of an executable? */
1824                         int             ft_executable;
1825                         /** page_mkwrite() */
1826                         int             ft_mkwrite;
1827                         /** resulting page */
1828                         struct cl_page *ft_page;
1829                 } ci_fault;
1830                 struct cl_fsync_io {
1831                         loff_t             fi_start;
1832                         loff_t             fi_end;
1833                         /** file system level fid */
1834                         struct lu_fid     *fi_fid;
1835                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1836                         /* how many pages were written/discarded */
1837                         unsigned int       fi_nr_written;
1838                 } ci_fsync;
1839                 struct cl_ladvise_io {
1840                         __u64                    li_start;
1841                         __u64                    li_end;
1842                         /** file system level fid */
1843                         struct lu_fid           *li_fid;
1844                         enum lu_ladvise_type     li_advice;
1845                         __u64                    li_flags;
1846                 } ci_ladvise;
1847                 struct cl_lseek_io {
1848                         loff_t                   ls_start;
1849                         loff_t                   ls_result;
1850                         int                      ls_whence;
1851                 } ci_lseek;
1852                 struct cl_misc_io {
1853                         time64_t                 lm_next_rpc_time;
1854                 } ci_misc;
1855         } u;
1856         struct cl_2queue        ci_queue;
1857         size_t                  ci_bytes;
1858         int                     ci_result;
1859         unsigned int            ci_continue:1,
1860         /**
1861          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1862          * don't do lockless i/o.
1863          */
1864                              ci_no_srvlock:1,
1865         /**
1866          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1867          */
1868                              ci_need_restart:1,
1869         /**
1870          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1871          * change(page operations, layout change causes all page to be
1872          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1873          */
1874                              ci_ignore_layout:1,
1875         /**
1876          * Need MDS intervention to complete a write.
1877          * Write intent is required for the following cases:
1878          * 1. component being written is not initialized, or
1879          * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
1880          */
1881                              ci_need_write_intent:1,
1882         /**
1883          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1884          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1885          * verify layout because HSM won't release openning files.
1886          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1887          * and setattr.
1888          */
1889                              ci_verify_layout:1,
1890         /**
1891          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1892          */
1893                              ci_restore_needed:1,
1894         /**
1895          * O_NOATIME
1896          */
1897                              ci_noatime:1,
1898         /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
1899                              ci_lock_no_expand:1,
1900         /**
1901          * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
1902          *
1903          * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
1904          * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
1905          * that the upper layer can try to access the next mirror.
1906          */
1907                              ci_ndelay:1,
1908         /**
1909          * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
1910          */
1911                              ci_async_readahead:1,
1912         /**
1913          * Ignore lockless and do normal locking for this io.
1914          */
1915                              ci_dio_lock:1,
1916         /**
1917          * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
1918          * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
1919          * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
1920          */
1921                              ci_tried_all_mirrors:1,
1922         /**
1923          * Random read hints, readahead will be disabled.
1924          */
1925                              ci_rand_read:1,
1926         /**
1927          * Sequential read hints.
1928          */
1929                              ci_seq_read:1,
1930         /**
1931          * Do parallel (async) submission of DIO RPCs.  Note DIO is still sync
1932          * to userspace, only the RPCs are submitted async, then waited for at
1933          * the llite layer before returning.
1934          */
1935                              ci_parallel_dio:1;
1936         /**
1937          * Bypass quota check
1938          */
1939         unsigned             ci_noquota:1,
1940         /**
1941          * io_uring direct IO with flags IOCB_NOWAIT.
1942          */
1943                              ci_iocb_nowait:1,
1944         /**
1945          * The filesystem must exclusively acquire invalidate_lock before
1946          * invalidating page cache in truncate / hole punch / DLM extent
1947          * lock blocking AST path (and thus calling into ->invalidatepage)
1948          * to block races between page cache invalidation and page cache
1949          * filling functions (fault, read, ...)
1950          */
1951                              ci_invalidate_page_cache:1;
1952
1953         /**
1954          * How many times the read has retried before this one.
1955          * Set by the top level and consumed by the LOV.
1956          */
1957         unsigned             ci_ndelay_tried;
1958         /**
1959          * Designated mirror index for this I/O.
1960          */
1961         unsigned             ci_designated_mirror;
1962         /**
1963          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1964          */
1965         unsigned             ci_owned_nr;
1966         /**
1967          * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
1968          */
1969         struct lu_extent        ci_write_intent;
1970 };
1971
1972 /** @} cl_io */
1973
1974 /**
1975  * Per-transfer attributes.
1976  */
1977 struct cl_req_attr {
1978         enum cl_req_type cra_type;
1979         u64              cra_flags;
1980         struct cl_page  *cra_page;
1981         /** Generic attributes for the server consumption. */
1982         struct obdo     *cra_oa;
1983         /** Jobid */
1984         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1985         /** uid/gid of the process doing an io */
1986         u32 cra_uid;
1987         u32 cra_gid;
1988 };
1989
1990 enum cache_stats_item {
1991         /** how many cache lookups were performed */
1992         CS_lookup = 0,
1993         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
1994         CS_hit,
1995         /** how many entities are in the cache right now */
1996         CS_total,
1997         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
1998          * evicted) right now */
1999         CS_busy,
2000         /** how many entities were created at all */
2001         CS_create,
2002         CS_NR
2003 };
2004
2005 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2006
2007 /**
2008  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2009  */
2010 struct cache_stats {
2011         const char      *cs_name;
2012         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2013 };
2014
2015 /** These are not exported so far */
2016 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2017
2018 /**
2019  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2020  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2021  * clients to co-exist in the single address space.
2022  */
2023 struct cl_site {
2024         struct lu_site          cs_lu;
2025         /**
2026          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2027          * per-cpu counters is needed.
2028          *
2029          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2030          *
2031          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2032          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2033          */
2034         struct cache_stats      cs_pages;
2035         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2036 };
2037
2038 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2039 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2040 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2041
2042 /**
2043  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2044  * ll_rd_*()-style functions.
2045  */
2046 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2047
2048 /**
2049  * \name helpers
2050  *
2051  * Type conversion and accessory functions.
2052  */
2053 /** @{ */
2054
2055 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2056 {
2057         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2058 }
2059
2060 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2061 {
2062         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2063         return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2064 }
2065
2066 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2067 {
2068         return &d->cd_lu_dev;
2069 }
2070
2071 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2072 {
2073         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2074         return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
2075 }
2076
2077 static inline const struct cl_object_conf *
2078 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2079 {
2080         return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2081 }
2082
2083 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2084 {
2085         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2086 }
2087
2088 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2089 {
2090         return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2091 }
2092
2093 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2094 {
2095         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2096 }
2097
2098 static inline
2099 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2100 {
2101         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2102 }
2103
2104 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2105 {
2106         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2107 }
2108
2109 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2110 {
2111         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2112 }
2113
2114 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2115                        struct cl_object *obj,
2116                        const struct cl_page_operations *ops);
2117 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2118                        struct cl_object *obj,
2119                        const struct cl_lock_operations *ops);
2120 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2121                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2122 /** @} helpers */
2123
2124 /** \defgroup cl_object cl_object
2125  * @{ */
2126 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2127 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2128                                  const struct lu_fid *fid,
2129                                  const struct cl_object_conf *c);
2130
2131 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2132 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2133 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2134 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2135 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2136 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2137 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2138                         struct cl_attr *attr);
2139 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2140                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2141 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2142                            struct ost_lvb *lvb);
2143 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2144                            const struct cl_object_conf *conf);
2145 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2146 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2147 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2148                         struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
2149 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2150                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2151                      size_t *buflen);
2152 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2153                          struct cl_layout *cl);
2154 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2155 int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2156                     struct ldlm_lock *lock);
2157 int cl_object_inode_ops(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2158                         enum coo_inode_opc opc, void *data);
2159
2160
2161 /**
2162  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2163  */
2164 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2165 {
2166         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2167 }
2168
2169 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2170 {
2171         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2172         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += round_up(size, 8);
2173         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2174 }
2175
2176 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2177                                          struct cl_page *page)
2178 {
2179         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2180 }
2181
2182 /**
2183  * Return refcount of cl_object.
2184  */
2185 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2186 {
2187         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2188         return atomic_read(&header->loh_ref);
2189 }
2190
2191 /** @} cl_object */
2192
2193 /** \defgroup cl_page cl_page
2194  * @{ */
2195 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2196                                      struct cl_object *obj,
2197                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2198                                      enum cl_page_type type);
2199 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2200                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2201                                      struct page *vmpage,
2202                                      enum cl_page_type type);
2203 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2204 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2205                                      struct cl_page *page);
2206 void            cl_pagevec_put      (const struct lu_env *env,
2207                                      struct cl_page *page,
2208                                      struct pagevec *pvec);
2209 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2210                                      lu_printer_t printer,
2211                                      const struct cl_page *pg);
2212 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2213                                      lu_printer_t printer,
2214                                      const struct cl_page *pg);
2215 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2216
2217 /**
2218  * \name ownership
2219  *
2220  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2221  */
2222 /** @{ */
2223
2224 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2225                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2226 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2227                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2228 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2229                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2230 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2231                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2232 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2233                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2234 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2235
2236 /** @} ownership */
2237
2238 /**
2239  * \name transfer
2240  *
2241  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2242  * tracking transfer state.
2243  */
2244 /** @{ */
2245 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2246                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2247 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2248                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2249 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2250                          enum cl_req_type crt);
2251 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2252                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2253 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2254                          int from, int to);
2255 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2256                          struct cl_page *pg);
2257
2258 /** @} transfer */
2259
2260
2261 /**
2262  * \name helper routines
2263  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2264  */
2265 /** @{ */
2266 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2267                         struct cl_page *pg);
2268 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2269 void    cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
2270                       size_t to);
2271
2272 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2273                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2274 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2275                          lu_printer_t printer,
2276                          const struct cl_lock_descr *descr);
2277 /* @} helper */
2278
2279 /**
2280  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2281  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2282  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2283  * layer for recovery purposes.
2284  */
2285 struct cl_client_cache {
2286         /**
2287          * # of client cache refcount
2288          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2289          */
2290         refcount_t              ccc_users;
2291         /**
2292          * # of threads are doing shrinking
2293          */
2294         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2295         /**
2296          * # of LRU entries available
2297          */
2298         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2299         /**
2300          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2301          */
2302         struct list_head        ccc_lru;
2303         /**
2304          * Max # of LRU entries
2305          */
2306         unsigned long           ccc_lru_max;
2307         /**
2308          * Lock to protect ccc_lru list
2309          */
2310         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2311         /**
2312          * Set if unstable check is enabled
2313          */
2314         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2315         /**
2316          * # of unstable pages for this mount point
2317          */
2318         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2319         /**
2320          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2321          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2322          */
2323         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2324         /**
2325          * Serialize max_cache_mb write operation
2326          */
2327         struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
2328 };
2329 /**
2330  * cl_cache functions
2331  */
2332 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2333 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2334 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2335
2336 /** @} cl_page */
2337
2338 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2339  * @{ */
2340 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2341                     struct cl_lock *lock);
2342 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2343                  const struct cl_io *io);
2344 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2345 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2346                                        const struct lu_device_type *dtype);
2347 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2348
2349 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2350                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2351 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2352
2353 /** @} cl_lock */
2354
2355 /** \defgroup cl_io cl_io
2356  * @{ */
2357
2358 int   cl_io_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2359                  enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2360 int   cl_io_sub_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2361                      enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2362 int   cl_io_rw_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2363                     enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t bytes);
2364 int   cl_io_loop(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2365
2366 void  cl_io_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2367 int   cl_io_iter_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2368 void  cl_io_iter_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2369 int   cl_io_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2370 void  cl_io_unlock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2371 int   cl_io_start(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2372 void  cl_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2373 int   cl_io_lock_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2374                      struct cl_io_lock_link *link);
2375 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2376                            struct cl_lock_descr *descr);
2377 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2378                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2379 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2380                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2381                           long timeout);
2382 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2383                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2384                           cl_commit_cbt cb);
2385 void  cl_io_extent_release (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2386 int cl_io_lru_reserve(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2387                       loff_t pos, size_t bytes);
2388 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2389                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2390 void  cl_io_rw_advance(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2391                        size_t bytes);
2392
2393 /**
2394  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2395  */
2396 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2397 {
2398         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2399 }
2400
2401 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2402 {
2403         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2404 }
2405
2406 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2407 {
2408         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2409 }
2410
2411 /**
2412  * True, iff \a io is a truncate(2).
2413  */
2414 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2415 {
2416         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2417                 (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
2418                 (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
2419 }
2420
2421 static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
2422 {
2423         return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
2424                (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
2425 }
2426
2427 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2428
2429 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(obj, base) memset_startat(obj, 0, base)
2430
2431 /** @} cl_io */
2432
2433 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2434  * @{ */
2435
2436 /**
2437  * Last page in the page list.
2438  */
2439 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2440 {
2441         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2442         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2443 }
2444
2445 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2446 {
2447         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2448         return list_first_entry(&plist->pl_pages, struct cl_page, cp_batch);
2449 }
2450
2451 /**
2452  * Iterate over pages in a page list.
2453  */
2454 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2455         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2456
2457 /**
2458  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2459  */
2460 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2461         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2462
2463 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
2464 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page,
2465                       bool get_ref);
2466 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2467                        struct cl_page *page);
2468 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2469                             struct cl_page *page);
2470 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list,
2471                          struct cl_page_list *head);
2472 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env,
2473                       struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2474 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
2475                          struct cl_page_list *plist);
2476 void cl_page_list_assume(const struct lu_env *env,
2477                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2478 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2479                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2480 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2481
2482 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
2483 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2484 void cl_2queue_assume(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2485                       struct cl_2queue *queue);
2486 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2487                        struct cl_2queue *queue);
2488 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2489 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2490
2491 /** @} cl_page_list */
2492
2493 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2494                      struct cl_req_attr *attr);
2495
2496 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2497  * @{ */
2498
2499 struct cl_sync_io;
2500 struct cl_dio_aio;
2501 struct cl_sub_dio;
2502
2503 typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
2504
2505 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr, void *dio_aio,
2506                             cl_sync_io_end_t *end);
2507
2508 int cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2509                     long timeout);
2510 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2511                      int ioret);
2512 int cl_sync_io_wait_recycle(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2513                             long timeout, int ioret);
2514 struct cl_dio_aio *cl_dio_aio_alloc(struct kiocb *iocb, struct cl_object *obj,
2515                                     bool is_aio);
2516 struct cl_sub_dio *cl_sub_dio_alloc(struct cl_dio_aio *ll_aio,
2517                                     struct iov_iter *iter, bool write,
2518                                     bool sync);
2519 void cl_dio_aio_free(const struct lu_env *env, struct cl_dio_aio *aio);
2520 void cl_sub_dio_free(struct cl_sub_dio *sdio);
2521 static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
2522 {
2523         cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
2524 }
2525
2526 /**
2527  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2528  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2529  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2530  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2531  */
2532 struct cl_sync_io {
2533         /** number of pages yet to be transferred. */
2534         atomic_t                csi_sync_nr;
2535         /** has this i/o completed? */
2536         atomic_t                csi_complete;
2537         /** error code. */
2538         int                     csi_sync_rc;
2539         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2540         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2541         /** callback to invoke when this IO is finished */
2542         cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
2543         /* private pointer for an associated DIO/AIO */
2544         void                   *csi_dio_aio;
2545 };
2546
2547 /** direct IO pages */
2548 struct ll_dio_pages {
2549         /*
2550          * page array to be written. we don't support
2551          * partial pages except the last one.
2552          */
2553         struct page             **ldp_pages;
2554         /** # of pages in the array. */
2555         size_t                  ldp_count;
2556         /* the file offset of the first page. */
2557         loff_t                  ldp_file_offset;
2558 };
2559
2560 /* Top level struct used for AIO and DIO */
2561 struct cl_dio_aio {
2562         struct cl_sync_io       cda_sync;
2563         struct cl_object        *cda_obj;
2564         struct kiocb            *cda_iocb;
2565         ssize_t                 cda_bytes;
2566         struct mm_struct        *cda_mm;
2567         unsigned                cda_no_aio_complete:1,
2568                                 cda_creator_free:1;
2569 };
2570
2571 /* Sub-dio used for splitting DIO (and AIO, because AIO is DIO) according to
2572  * the layout/striping, so we can do parallel submit of DIO RPCs
2573  */
2574 struct cl_sub_dio {
2575         struct cl_sync_io       csd_sync;
2576         struct cl_page_list     csd_pages;
2577         ssize_t                 csd_bytes;
2578         struct cl_dio_aio       *csd_ll_aio;
2579         struct ll_dio_pages     csd_dio_pages;
2580         struct iov_iter         csd_iter;
2581         unsigned                csd_creator_free:1,
2582                                 csd_write:1;
2583 };
2584 #if defined(HAVE_DIRECTIO_ITER) || defined(HAVE_IOV_ITER_RW) || \
2585         defined(HAVE_DIRECTIO_2ARGS)
2586 #define HAVE_DIO_ITER 1
2587 #endif
2588
2589 void ll_release_user_pages(struct page **pages, int npages);
2590
2591 #ifndef HAVE_KTHREAD_USE_MM
2592 #define kthread_use_mm(mm) use_mm(mm)
2593 #define kthread_unuse_mm(mm) unuse_mm(mm)
2594 #endif
2595
2596 /** @} cl_sync_io */
2597
2598 /** \defgroup cl_env cl_env
2599  *
2600  * lu_env handling for a client.
2601  *
2602  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2603  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2604  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2605  * where
2606  *
2607  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2608  *
2609  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2610  *
2611  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2612  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2613  * into VFS or MM that call back into lustre.
2614  *
2615  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2616  * optimizations:
2617  *
2618  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2619  *     longer used environments instead of destroying them;
2620  *
2621  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2622  * @{ */
2623
2624 struct lu_env *cl_env_get(__u16 *refcheck);
2625 struct lu_env *cl_env_alloc(__u16 *refcheck, __u32 tags);
2626 void cl_env_put(struct lu_env *env, __u16 *refcheck);
2627 unsigned cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2628 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2629 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2630
2631 /** @} cl_env */
2632
2633 /*
2634  * Misc
2635  */
2636 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2637 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2638
2639 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2640                                 struct lu_device_type *ldt,
2641                                 struct lu_device *next);
2642 /** @} clio */
2643
2644 int cl_global_init(void);
2645 void cl_global_fini(void);
2646
2647 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */