Whamcloud - gitweb
LU-15971 uapi: add DMV_IMP_INHERIT connect flag
[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         /**
268          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
269          */
270         int                       coc_opc;
271 };
272
273 enum {
274         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
275          * holding layout lock. */
276         OBJECT_CONF_SET = 0,
277         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
278          * layout lock. */
279         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
280         /** wait for old layout to go away so that new layout can be
281          * set up. */
282         OBJECT_CONF_WAIT = 2
283 };
284
285 enum {
286         CL_LAYOUT_GEN_NONE      = (u32)-2,      /* layout lock was cancelled */
287         CL_LAYOUT_GEN_EMPTY     = (u32)-1,      /* for empty layout */
288 };
289
290 struct cl_layout {
291         /** the buffer to return the layout in lov_mds_md format. */
292         struct lu_buf   cl_buf;
293         /** size of layout in lov_mds_md format. */
294         size_t          cl_size;
295         /** Layout generation. */
296         u32             cl_layout_gen;
297         /** whether layout is a composite one */
298         bool            cl_is_composite;
299         /** Whether layout is a HSM released one */
300         bool            cl_is_released;
301 };
302
303 /**
304  * Operations implemented for each cl object layer.
305  *
306  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
307  */
308 struct cl_object_operations {
309         /**
310          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
311          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
312          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
313          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
314          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
315          * sense). Optional.
316          *
317          * \retval NULL success.
318          *
319          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
320          *
321          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
322          *         to be used instead of newly created.
323          */
324         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
325                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
326         /**
327          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
328          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
329          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
330          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
331          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
332          */
333         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
334                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
335                               const struct cl_io *io);
336         /**
337          * Initialize io state for a given layer.
338          *
339          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
340          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
341          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
342          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
343          * participating in this io share the same session.
344          */
345         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
346                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
347         /**
348          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
349          * called top-to-bottom through all object layers.
350          *
351          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
352          *
353          * \return   0: to continue
354          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
355          *              from enclosing cl_object_attr_get())
356          * \return -ve: to signal error
357          */
358         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
359                             struct cl_attr *attr);
360         /**
361          * Update attributes.
362          *
363          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
364          * indicating what attributes are to be set.
365          *
366          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
367          *
368          * \return the same convention as for
369          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
370          */
371         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
372                                const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
373         /**
374          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
375          * configuration.
376          *
377          * XXX error conditions and handling.
378          */
379         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
380                             const struct cl_object_conf *conf);
381         /**
382          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
383          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
384          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
385          *
386          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
387          * \see osc_object_glimpse()
388          */
389         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
390                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
391         /**
392          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
393          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
394          * mainly pages and locks.
395          */
396         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
397         /**
398          * Object getstripe method.
399          */
400         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
401                              struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
402         /**
403          * Get FIEMAP mapping from the object.
404          */
405         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
406                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
407                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
408         /**
409          * Get layout and generation of the object.
410          */
411         int (*coo_layout_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
412                               struct cl_layout *layout);
413         /**
414          * Get maximum size of the object.
415          */
416         loff_t (*coo_maxbytes)(struct cl_object *obj);
417         /**
418          * Set request attributes.
419          */
420         void (*coo_req_attr_set)(const struct lu_env *env,
421                                  struct cl_object *obj,
422                                  struct cl_req_attr *attr);
423         /**
424          * Flush \a obj data corresponding to \a lock. Used for DoM
425          * locks in llite's cancelling blocking ast callback.
426          */
427         int (*coo_object_flush)(const struct lu_env *env,
428                                 struct cl_object *obj,
429                                 struct ldlm_lock *lock);
430 };
431
432 /**
433  * Extended header for client object.
434  */
435 struct cl_object_header {
436         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
437          * here. */
438         struct lu_object_header coh_lu;
439
440         /**
441          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
442          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
443          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
444          * field allows certain code to be written generically, without
445          * limiting possible cl_object layouts unduly.
446          */
447         struct cl_object_header *coh_parent;
448         /**
449          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
450          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
451          * from.
452          *
453          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
454          */
455         spinlock_t               coh_attr_guard;
456         /**
457          * Size of cl_page + page slices
458          */
459         unsigned short           coh_page_bufsize;
460         /**
461          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
462          * sub-object, etc.
463          */
464         unsigned char            coh_nesting;
465 };
466
467 /**
468  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
469  * layer top-to-bottom to \a slice.
470  */
471 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
472         list_for_each_entry((slice),                            \
473                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
474                             co_lu.lo_linkage)
475
476 /**
477  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
478  * layer bottom-to-top to \a slice.
479  */
480 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
481         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
482                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
483                                     co_lu.lo_linkage)
484
485 /** @} cl_object */
486
487 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
488
489 /** \addtogroup cl_page cl_page
490  * @{ */
491
492 /** \struct cl_page
493  * Layered client page.
494  *
495  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
496  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
497  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
498  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
499  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
500  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
501  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
502  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
503  *
504  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
505  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
506  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
507  *    current design) that
508  *
509  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
510  *          memory pressure),
511  *
512  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
513  *          environment.
514  *
515  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
516  *    established when cl_page is created.
517  *
518  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
519  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
520  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
521  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
522  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
523  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
524  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
525  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
526  *
527  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
528  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
529  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
530  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
531  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
532  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
533  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
534  *    different ways to own a page in the client:
535  *
536  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
537  *
538  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
539  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
540  *
541  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
542  *    cl_page_unassume().
543  *
544  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
545  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
546  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
547  *    destroyed.
548  *
549  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
550  *    pages is the following:
551  *
552  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
553  *          to a page:
554  *
555  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
556  *              spin-lock;
557  *
558  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
559  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
560  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
561  *
562  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
563  *          ways are severed with the proper synchronization
564  *          (cl_page_delete());
565  *
566  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
567  *          lock;
568  *
569  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
570  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
571  *
572  *    Together this guarantees that when last reference to a
573  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
574  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
575  *    ones exist.
576  *
577  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
578  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
579  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
580  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
581  *    page.
582  *
583  * Linux Kernel implementation.
584  *
585  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
586  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
587  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
588  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
589  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
590  *    private data structures).
591  *
592  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
593  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
594  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
595  *    transfer.
596  *
597  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
598  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
599  */
600
601 /**
602  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
603  *
604  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
605  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
606  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
607  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
608  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
609  * are interested in them.
610  */
611 enum cl_page_state {
612         /**
613          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
614          * following cases:
615          *
616          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
617          *     owns it;
618          *
619          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
620          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
621          *     into an RPC being constructed, and yanks it from the cache;
622          *
623          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
624          *     evict the page form the memory;
625          *
626          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
627          */
628         CPS_CACHED = 1,
629         /**
630          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
631          * state as a result of
632          *
633          *     - io creating new page and immediately owning it;
634          *
635          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
636          *     and owning it;
637          *
638          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
639          *     and waiting for owner to release the page;
640          *
641          * Page leaves owned state in the following cases:
642          *
643          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
644          *     the cache, doing nothing;
645          *
646          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
647          *     this page;
648          *
649          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
650          *     transfer for this page;
651          *
652          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
653          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
654          *
655          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
656          */
657         CPS_OWNED,
658         /**
659          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
660          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
661          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
662          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
663          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
664          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
665          * made by the hosting environment (that effectively means that the
666          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
667          * advance". This property is mentioned, because it is important when
668          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
669          * enter this state as a result of
670          *
671          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
672          *     write-out of this page, or
673          *
674          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
675          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
676          *     transfer.
677          *
678          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
679          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
680          *
681          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
682          *
683          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
684          */
685         CPS_PAGEOUT,
686         /**
687          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
688          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
689          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
690          * construction of read request from cached, presumably not up to date,
691          * pages.
692          *
693          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
694          *
695          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
696          */
697         CPS_PAGEIN,
698         /**
699          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
700          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
701          * of truncate.
702          *
703          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
704          *
705          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
706          */
707         CPS_FREEING,
708         CPS_NR
709 };
710
711 enum cl_page_type {
712         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
713          * belongs to. */
714         CPT_CACHEABLE = 1,
715
716         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
717          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
718          *  it is used in DirectIO and lockless IO. */
719         CPT_TRANSIENT,
720         CPT_NR
721 };
722
723 #define CP_STATE_BITS   4
724 #define CP_TYPE_BITS    2
725 #define CP_MAX_LAYER    2
726
727 /**
728  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
729  * immutables.
730  *
731  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
732  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
733  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
734  * cl_page::cp_owner (when set).
735  */
736 struct cl_page {
737         /** Reference counter. */
738         refcount_t              cp_ref;
739         /** layout_entry + stripe index, composed using lov_comp_index() */
740         unsigned int            cp_lov_index;
741         /** page->index of the page within the whole file */
742         pgoff_t                 cp_page_index;
743         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
744         struct cl_object        *cp_obj;
745         /** vmpage */
746         struct page             *cp_vmpage;
747         /**
748          * Assigned if doing direct IO, because in this case cp_vmpage is not
749          * a valid page cache page, hence the inode cannot be inferred from
750          * cp_vmpage->mapping->host.
751          */
752         struct inode            *cp_inode;
753         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
754         struct list_head        cp_batch;
755         /** array of slices offset. Immutable after creation. */
756         unsigned char           cp_layer_offset[CP_MAX_LAYER];
757         /** current slice index */
758         unsigned char           cp_layer_count:2;
759         /**
760          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
761          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
762          */
763         enum cl_page_state       cp_state:CP_STATE_BITS;
764         /**
765          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
766          * creation.
767          */
768         enum cl_page_type       cp_type:CP_TYPE_BITS;
769         unsigned                cp_defer_uptodate:1,
770                                 cp_ra_updated:1,
771                                 cp_ra_used:1;
772         /* which slab kmem index this memory allocated from */
773         short int               cp_kmem_index;
774
775         /**
776          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
777          * by sub-io. Protected by a VM lock.
778          */
779         struct cl_io            *cp_owner;
780         /** List of references to this page, for debugging. */
781         struct lu_ref           cp_reference;
782         /** Link to an object, for debugging. */
783         struct lu_ref_link      cp_obj_ref;
784         /** Link to a queue, for debugging. */
785         struct lu_ref_link      cp_queue_ref;
786         /** Assigned if doing a sync_io */
787         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
788 };
789
790 /**
791  * Per-layer part of cl_page.
792  *
793  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
794  */
795 struct cl_page_slice {
796         struct cl_page                  *cpl_page;
797         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
798 };
799
800 /**
801  * Lock mode. For the client extent locks.
802  *
803  * \ingroup cl_lock
804  */
805 enum cl_lock_mode {
806         CLM_READ,
807         CLM_WRITE,
808         CLM_GROUP,
809         CLM_MAX,
810 };
811
812 /**
813  * Requested transfer type.
814  */
815 enum cl_req_type {
816         CRT_READ,
817         CRT_WRITE,
818         CRT_NR
819 };
820
821 /**
822  * Per-layer page operations.
823  *
824  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
825  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
826  * the obvious cases.
827  *
828  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
829  */
830 struct cl_page_operations {
831         /**
832          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
833          * implement these. Current code assumes that this functionality is
834          * provided by the topmost layer, see __cl_page_disown() as an example.
835          */
836
837         /**
838          * Update file attributes when all we have is this page.  Used for tiny
839          * writes to update attributes when we don't have a full cl_io.
840          */
841         void (*cpo_page_touch)(const struct lu_env *env,
842                                const struct cl_page_slice *slice, size_t to);
843         /**
844          * Page destruction.
845          */
846
847         /**
848          * Called when page is truncated from the object. Optional.
849          *
850          * \see cl_page_discard()
851          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
852          */
853         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
854                             const struct cl_page_slice *slice,
855                             struct cl_io *io);
856         /**
857          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
858          * destroyed. Optional.
859          *
860          * \see cl_page_delete()
861          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
862          */
863         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
864                            const struct cl_page_slice *slice);
865         /**
866          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
867          *
868          * \see cl_page_print()
869          */
870         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
871                          const struct cl_page_slice *slice,
872                          void *cookie, lu_printer_t p);
873         /**
874          * \name transfer
875          *
876          * Transfer methods.
877          *
878          * @{
879          */
880         /**
881          * Request type dependent vector of operations.
882          *
883          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
884          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
885          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
886          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
887          * provided. That is, method invocation usually looks like
888          *
889          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
890          */
891         struct {
892                 /**
893                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
894                  * fired after cl_page_prep() or cl_page_make_ready() call.
895                  *
896                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
897                  * guaranteed however, that the page involved and its object
898                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
899                  * safe).
900                  *
901                  * \see cl_page_completion()
902                  */
903                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
904                                        const struct cl_page_slice *slice,
905                                        int ioret);
906         } io[CRT_NR];
907         /**
908          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
909          * transmitted.
910          *
911          * This is used for immediate transfers.
912          *
913          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
914          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
915          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
916          * this for page queues.
917          *
918          * \see cl_page_clip()
919          */
920         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
921                          const struct cl_page_slice *slice,
922                          int from, int to);
923         /**
924          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
925          * right now.
926          *
927          * \see cl_page_flush()
928          */
929         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
930                          const struct cl_page_slice *slice,
931                          struct cl_io *io);
932         /** @} transfer */
933 };
934
935 /**
936  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
937  */
938 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
939 do {                                                                    \
940         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
941                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
942                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
943                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
944         }                                                               \
945 } while (0)
946
947 /**
948  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
949  */
950 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
951 do {                                                                          \
952         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
953                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
954                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
955                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
956         }                                                                     \
957 } while (0)
958
959 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
960 {
961         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
962         return page->cp_vmpage;
963 }
964
965 static inline pgoff_t cl_page_index(const struct cl_page *cp)
966 {
967         return cl_page_vmpage(cp)->index;
968 }
969
970 /**
971  * Check if a cl_page is in use.
972  *
973  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
974  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
975  */
976 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
977 {
978         return (refcount_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
979 }
980
981 /**
982  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
983  */
984 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
985 /**
986  * Caller doesn't hold a refcount.
987  */
988 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
989
990 /* references: cl_page, page cache, optional + refcount for caller reference
991  * (always 0 or 1 currently)
992  */
993 static inline int vmpage_in_use(struct page *vmpage, int refcount)
994 {
995         return (page_count(vmpage) - page_mapcount(vmpage) > 2 + refcount);
996 }
997
998 /** @} cl_page */
999
1000 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1001  * @{ */
1002 /** \struct cl_lock
1003  *
1004  * Extent locking on the client.
1005  *
1006  * LAYERING
1007  *
1008  * The locking model of the new client code is built around
1009  *
1010  *        struct cl_lock
1011  *
1012  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1013  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1014  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1015  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1016  *
1017  * Typical cl_lock consists of one layer:
1018  *
1019  *     - lov_lock (lov specific data).
1020  *
1021  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1022  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1023  *
1024  *     - osc_lock
1025  *
1026  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1027  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1028  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1029  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1030  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1031  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1032  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1033  *
1034  * LIFE CYCLE
1035  *
1036  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1037  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1038  * I/O is complete.
1039  *
1040  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1041  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1042  *
1043  * INTERFACE AND USAGE
1044  *
1045  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1046  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1047  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1048  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1049  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1050  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1051  * OST side.
1052  *
1053  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1054  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1055  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1056  * clo_enqueue time, is released.
1057  *
1058  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1059  *
1060  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1061  *
1062  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1063  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1064  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1065  *
1066  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1067  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1068  *
1069  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1070  *
1071  *     - locks are released after IO is complete.
1072  *
1073  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1074  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1075  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1076  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1077  *
1078  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1079  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1080  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1081  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1082  * sacrificing correctness. This includes:
1083  *
1084  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1085  *  atomicity;
1086  *
1087  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1088  *
1089  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1090  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1091  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1092  *
1093  * Interaction with DLM
1094  *
1095  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1096  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1097  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1098  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1099  * description of interaction with DLM.
1100  */
1101
1102 /**
1103  * Lock description.
1104  */
1105 struct cl_lock_descr {
1106         /** Object this lock is granted for. */
1107         struct cl_object *cld_obj;
1108         /** Index of the first page protected by this lock. */
1109         pgoff_t           cld_start;
1110         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1111         pgoff_t           cld_end;
1112         /** Group ID, for group lock */
1113         __u64             cld_gid;
1114         /** Lock mode. */
1115         enum cl_lock_mode cld_mode;
1116         /**
1117          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1118          * enum cl_enq_flags.
1119          */
1120         __u32             cld_enq_flags;
1121 };
1122
1123 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1124 #define PDESCR(descr)                                                   \
1125         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1126         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1127
1128 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1129
1130 /**
1131  * Layered client lock.
1132  */
1133 struct cl_lock {
1134         /** List of slices. Immutable after creation. */
1135         struct list_head      cll_layers;
1136         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1137         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1138 };
1139
1140 /**
1141  * Per-layer part of cl_lock
1142  *
1143  * \see lov_lock, osc_lock
1144  */
1145 struct cl_lock_slice {
1146         struct cl_lock                  *cls_lock;
1147         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1148          * creation. */
1149         struct cl_object                *cls_obj;
1150         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1151         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1152         struct list_head                 cls_linkage;
1153 };
1154
1155 /**
1156  *
1157  * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
1158  */
1159 struct cl_lock_operations {
1160         /** @{ */
1161         /**
1162          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1163          *
1164          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1165          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1166          *              @anchor for resources
1167          * \retval -ve  failure
1168          *
1169          * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
1170          */
1171         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1172                             const struct cl_lock_slice *slice,
1173                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1174         /**
1175          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1176          * DLM lock
1177          */
1178         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1179                            const struct cl_lock_slice *slice);
1180         /** @} */
1181         /**
1182          * Destructor. Frees resources and the slice.
1183          *
1184          * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
1185          */
1186         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1187         /**
1188          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1189          */
1190         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1191                          void *cookie, lu_printer_t p,
1192                          const struct cl_lock_slice *slice);
1193 };
1194
1195 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1196 do {                                                                    \
1197         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1198                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1199                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1200                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1201         }                                                               \
1202 } while (0)
1203
1204 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1205         if (likely(expr))                                               \
1206                 break;                                                  \
1207                                                                         \
1208         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1209         LBUG();                                                         \
1210 } while (0)
1211
1212 /** @} cl_lock */
1213
1214 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1215  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1216  *
1217  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1218  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1219  * pages:
1220  *
1221  *     - submit pages for an immediate transfer,
1222  *
1223  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1224  *
1225  *     - discard pages.
1226  *
1227  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1228  *
1229  * \todo XXX concurrency control.
1230  *
1231  * @{
1232  */
1233 struct cl_page_list {
1234         unsigned                 pl_nr;
1235         struct list_head         pl_pages;
1236 };
1237
1238 /**
1239  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1240  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1241  */
1242 struct cl_2queue {
1243         struct cl_page_list c2_qin;
1244         struct cl_page_list c2_qout;
1245 };
1246
1247 /** @} cl_page_list */
1248
1249 /** \addtogroup cl_io cl_io
1250  * @{ */
1251 /** \struct cl_io
1252  * I/O
1253  *
1254  * cl_io represents a high level I/O activity like
1255  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1256  * lock.
1257  *
1258  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1259  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1260  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1261  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1262  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1263  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1264  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1265  * by using free-lists, see cl_env_get().
1266  *
1267  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1268  * cl_io_type.
1269  *
1270  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1271  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1272  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1273  * released.
1274  *
1275  * For read/write io overall execution plan is as following:
1276  *
1277  *     (0) initialize io state through all layers;
1278  *
1279  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1280  *
1281  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1282  *
1283  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1284  *
1285  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1286  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1287  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1288  *
1289  *     (5) release locks
1290  *
1291  *     (6) repeat loop.
1292  *
1293  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1294  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1295  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1296  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1297  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1298  */
1299
1300 /** IO types */
1301 enum cl_io_type {
1302         /** read system call */
1303         CIT_READ = 1,
1304         /** write system call */
1305         CIT_WRITE,
1306         /** truncate, utime system calls */
1307         CIT_SETATTR,
1308         /** get data version */
1309         CIT_DATA_VERSION,
1310         /**
1311          * page fault handling
1312          */
1313         CIT_FAULT,
1314         /**
1315          * fsync system call handling
1316          * To write out a range of file
1317          */
1318         CIT_FSYNC,
1319         /**
1320          * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1321          */
1322         CIT_GLIMPSE,
1323         /**
1324          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1325          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1326          *
1327          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1328          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1329          *     to the server;
1330          *
1331          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1332          *     for memory cleansing;
1333          *
1334          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1335          *
1336          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1337          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1338          * cl_io_loop() is never called for it.
1339          */
1340         CIT_MISC,
1341         /**
1342          * ladvise handling
1343          * To give advice about access of a file
1344          */
1345         CIT_LADVISE,
1346         /**
1347          * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
1348          * across all file objects
1349          */
1350         CIT_LSEEK,
1351         CIT_OP_NR
1352 };
1353
1354 /**
1355  * States of cl_io state machine
1356  */
1357 enum cl_io_state {
1358         /** Not initialized. */
1359         CIS_ZERO,
1360         /** Initialized. */
1361         CIS_INIT,
1362         /** IO iteration started. */
1363         CIS_IT_STARTED,
1364         /** Locks taken. */
1365         CIS_LOCKED,
1366         /** Actual IO is in progress. */
1367         CIS_IO_GOING,
1368         /** IO for the current iteration finished. */
1369         CIS_IO_FINISHED,
1370         /** Locks released. */
1371         CIS_UNLOCKED,
1372         /** Iteration completed. */
1373         CIS_IT_ENDED,
1374         /** cl_io finalized. */
1375         CIS_FINI
1376 };
1377
1378 /**
1379  * IO state private for a layer.
1380  *
1381  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1382  * dynamically.
1383  *
1384  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1385  */
1386 struct cl_io_slice {
1387         struct cl_io                    *cis_io;
1388         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1389         struct cl_object                *cis_obj;
1390         /** io operations. Immutable after creation. */
1391         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1392         /**
1393          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1394          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1395          */
1396         struct list_head                cis_linkage;
1397 };
1398
1399 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1400                               struct pagevec *);
1401
1402 struct cl_read_ahead {
1403         /* Maximum page index the readahead window will end.
1404          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1405          * cra_end is included. */
1406         pgoff_t         cra_end_idx;
1407         /* optimal RPC size for this read, by pages */
1408         unsigned long   cra_rpc_pages;
1409         /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
1410          * function should be called to release it. */
1411         void            (*cra_release)(const struct lu_env *env,
1412                                        struct cl_read_ahead *ra);
1413
1414         /* Callback data for cra_release routine */
1415         void            *cra_dlmlock;
1416         void            *cra_oio;
1417
1418         /* whether lock is in contention */
1419         bool            cra_contention;
1420 };
1421
1422 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1423                                          struct cl_read_ahead *ra)
1424 {
1425         if (ra->cra_release != NULL)
1426                 ra->cra_release(env, ra);
1427         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1428 }
1429
1430
1431 /**
1432  * Per-layer io operations.
1433  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1434  */
1435 struct cl_io_operations {
1436         /**
1437          * Vector of io state transition methods for every io type.
1438          *
1439          * \see cl_page_operations::io
1440          */
1441         struct {
1442                 /**
1443                  * Prepare io iteration at a given layer.
1444                  *
1445                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1446                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1447                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1448                  *
1449                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1450                  */
1451                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1452                                       const struct cl_io_slice *slice);
1453                 /**
1454                  * Finalize io iteration.
1455                  *
1456                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1457                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1458                  * continued.
1459                  *
1460                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1461                  */
1462                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1463                                        const struct cl_io_slice *slice);
1464                 /**
1465                  * Collect locks for the current iteration of io.
1466                  *
1467                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1468                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1469                  * anything, instead it should post a lock through
1470                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1471                  * sorted and enqueued in the proper order.
1472                  */
1473                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1474                                   const struct cl_io_slice *slice);
1475                 /**
1476                  * Finalize unlocking.
1477                  *
1478                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1479                  * functionality, after generic code released all locks
1480                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1481                  */
1482                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1483                                     const struct cl_io_slice *slice);
1484                 /**
1485                  * Start io iteration.
1486                  *
1487                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1488                  * commence actual IO. In the current implementation,
1489                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1490                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1491                  * are called when everything is done.
1492                  */
1493                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1494                                   const struct cl_io_slice *slice);
1495                 /**
1496                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1497                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1498                  */
1499                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1500                                   const struct cl_io_slice *slice);
1501                 /**
1502                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1503                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1504                  */
1505                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1506                                     const struct cl_io_slice *slice,
1507                                     size_t nob);
1508                 /**
1509                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1510                  */
1511                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1512                                   const struct cl_io_slice *slice);
1513         } op[CIT_OP_NR];
1514
1515         /**
1516          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1517          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1518          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1519          * submission failed after some pages were moved into \a
1520          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1521          * executed on them.
1522          */
1523         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1524                         const struct cl_io_slice *slice,
1525                         enum cl_req_type crt,
1526                         struct cl_2queue *queue);
1527         /**
1528          * Queue async page for write.
1529          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1530          * cio_submit is for urgent request.
1531          */
1532         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1533                         const struct cl_io_slice *slice,
1534                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1535                         cl_commit_cbt cb);
1536         /**
1537          * Release active extent.
1538          */
1539         void  (*cio_extent_release)(const struct lu_env *env,
1540                                     const struct cl_io_slice *slice);
1541         /**
1542          * Decide maximum read ahead extent
1543          *
1544          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1545          */
1546         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1547                               const struct cl_io_slice *slice,
1548                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1549         /**
1550          *
1551          * Reserve LRU slots before IO.
1552          */
1553         int (*cio_lru_reserve) (const struct lu_env *env,
1554                                 const struct cl_io_slice *slice,
1555                                 loff_t pos, size_t bytes);
1556         /**
1557          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1558          */
1559         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1560                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1561 };
1562
1563 /**
1564  * Flags to lock enqueue procedure.
1565  * \ingroup cl_lock
1566  */
1567 enum cl_enq_flags {
1568         /**
1569          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1570          * -EAGAIN is returned immediately.
1571          */
1572         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1573         /**
1574          * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
1575          * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
1576          *
1577          * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
1578          * as automatically compatible with other osc locks.
1579          * (see osc_lock_compatible)
1580          */
1581         CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
1582         /**
1583          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1584          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1585          * protected by this lock, without sending them to the server.
1586          */
1587         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1588         /**
1589          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1590          * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
1591          * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
1592          * mode.
1593          *
1594          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
1595          */
1596         CEF_MUST         = 0x00000008,
1597         /**
1598          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1599          * not used currently.
1600          *
1601          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1602          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1603          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1604          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1605          * that are described by the enqueue flags.
1606          */
1607         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1608         /**
1609          * tell the dlm layer this is a speculative lock request
1610          * speculative lock requests are locks which are not requested as part
1611          * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
1612          * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
1613          * ptlrpc layer.
1614          *
1615          * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
1616          * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
1617          */
1618         CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
1619         /**
1620          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1621          */
1622         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1623         /**
1624          * Lock match only. Used by group lock in I/O as group lock
1625          * is known to exist.
1626          */
1627         CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
1628         /**
1629          * tell the DLM layer to lock only the requested range
1630          */
1631         CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
1632         /**
1633          * mask of enq_flags.
1634          */
1635         CEF_MASK         = 0x000001ff,
1636 };
1637
1638 /**
1639  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1640  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1641  */
1642 struct cl_io_lock_link {
1643         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1644         struct list_head        cill_linkage;
1645         struct cl_lock          cill_lock;
1646         /** optional destructor */
1647         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1648                                              struct cl_io_lock_link *link);
1649 };
1650 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1651
1652 /**
1653  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1654  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1655  * possible, because
1656  *
1657  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1658  *        "cascading timeouts";
1659  *
1660  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1661  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1662  *
1663  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1664  *
1665  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1666  *
1667  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1668  *
1669  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1670  *
1671  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1672  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1673  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1674  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1675  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1676  *
1677  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1678  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1679  * enqueued.
1680  */
1681 struct cl_lockset {
1682         /** locks to be acquired. */
1683         struct list_head  cls_todo;
1684         /** locks acquired. */
1685         struct list_head  cls_done;
1686 };
1687
1688 /**
1689  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1690  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1691  */
1692 enum cl_io_lock_dmd {
1693         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1694         CILR_MANDATORY = 0,
1695         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1696         CILR_MAYBE,
1697         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1698         CILR_NEVER
1699 };
1700
1701 enum cl_fsync_mode {
1702         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1703         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1704         /** start writeback and wait for them to finish */
1705         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1706         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1707         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1708         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1709          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1710         CL_FSYNC_ALL   = 3
1711 };
1712
1713 struct cl_io_rw_common {
1714         loff_t  crw_pos;
1715         size_t  crw_count;
1716         int     crw_nonblock;
1717 };
1718 enum cl_setattr_subtype {
1719         /** regular setattr **/
1720         CL_SETATTR_REG = 1,
1721         /** truncate(2) **/
1722         CL_SETATTR_TRUNC,
1723         /** fallocate(2) - mode preallocate **/
1724         CL_SETATTR_FALLOCATE
1725 };
1726
1727 struct cl_io_range {
1728         loff_t cir_pos;
1729         size_t cir_count;
1730 };
1731
1732 struct cl_io_pt {
1733         struct cl_io_pt *cip_next;
1734         struct kiocb cip_iocb;
1735         struct iov_iter cip_iter;
1736         struct file *cip_file;
1737         enum cl_io_type cip_iot;
1738         unsigned int cip_need_restart:1;
1739         loff_t cip_pos;
1740         size_t cip_count;
1741         ssize_t cip_result;
1742 };
1743
1744 /**
1745  * State for io.
1746  *
1747  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1748  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1749  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1750  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1751  * mutable cl_io fields.
1752  */
1753 struct cl_io {
1754         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1755         enum cl_io_type                ci_type;
1756         /** current state of cl_io state machine. */
1757         enum cl_io_state               ci_state;
1758         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1759         struct cl_object              *ci_obj;
1760         /** top level dio_aio */
1761         struct cl_dio_aio             *ci_dio_aio;
1762         /**
1763          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1764          * creation.
1765          */
1766         struct cl_io                  *ci_parent;
1767         /** List of slices. Immutable after creation. */
1768         struct list_head                ci_layers;
1769         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1770         struct cl_lockset              ci_lockset;
1771         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1772         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1773         /** layout version when this IO occurs */
1774         __u32                           ci_layout_version;
1775         union {
1776                 struct cl_rd_io {
1777                         struct cl_io_rw_common rd;
1778                 } ci_rd;
1779                 struct cl_wr_io {
1780                         struct cl_io_rw_common wr;
1781                         int                    wr_append;
1782                         int                    wr_sync;
1783                 } ci_wr;
1784                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1785                 struct cl_setattr_io {
1786                         struct ost_lvb           sa_attr;
1787                         unsigned int             sa_attr_flags;
1788                         unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
1789                         unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
1790                         int                      sa_stripe_index;
1791                         struct ost_layout        sa_layout;
1792                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1793                         /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
1794                         /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
1795                         enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
1796                         /* The following are used for fallocate(2) */
1797                         int                      sa_falloc_mode;
1798                         loff_t                   sa_falloc_offset;
1799                         loff_t                   sa_falloc_end;
1800                         uid_t                    sa_falloc_uid;
1801                         gid_t                    sa_falloc_gid;
1802                         __u32                    sa_falloc_projid;
1803                 } ci_setattr;
1804                 struct cl_data_version_io {
1805                         u64 dv_data_version;
1806                         u32 dv_layout_version;
1807                         int dv_flags;
1808                 } ci_data_version;
1809                 struct cl_fault_io {
1810                         /** page index within file. */
1811                         pgoff_t         ft_index;
1812                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1813                         size_t          ft_nob;
1814                         /** writable page? for nopage() only */
1815                         int             ft_writable;
1816                         /** page of an executable? */
1817                         int             ft_executable;
1818                         /** page_mkwrite() */
1819                         int             ft_mkwrite;
1820                         /** resulting page */
1821                         struct cl_page *ft_page;
1822                 } ci_fault;
1823                 struct cl_fsync_io {
1824                         loff_t             fi_start;
1825                         loff_t             fi_end;
1826                         /** file system level fid */
1827                         struct lu_fid     *fi_fid;
1828                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1829                         /* how many pages were written/discarded */
1830                         unsigned int       fi_nr_written;
1831                 } ci_fsync;
1832                 struct cl_ladvise_io {
1833                         __u64                    li_start;
1834                         __u64                    li_end;
1835                         /** file system level fid */
1836                         struct lu_fid           *li_fid;
1837                         enum lu_ladvise_type     li_advice;
1838                         __u64                    li_flags;
1839                 } ci_ladvise;
1840                 struct cl_lseek_io {
1841                         loff_t                   ls_start;
1842                         loff_t                   ls_result;
1843                         int                      ls_whence;
1844                 } ci_lseek;
1845                 struct cl_misc_io {
1846                         time64_t                 lm_next_rpc_time;
1847                 } ci_misc;
1848         } u;
1849         struct cl_2queue     ci_queue;
1850         size_t               ci_nob;
1851         int                  ci_result;
1852         unsigned int         ci_continue:1,
1853         /**
1854          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1855          * don't do lockless i/o.
1856          */
1857                              ci_no_srvlock:1,
1858         /**
1859          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1860          */
1861                              ci_need_restart:1,
1862         /**
1863          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1864          * change(page operations, layout change causes all page to be
1865          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1866          */
1867                              ci_ignore_layout:1,
1868         /**
1869          * Need MDS intervention to complete a write.
1870          * Write intent is required for the following cases:
1871          * 1. component being written is not initialized, or
1872          * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
1873          */
1874                              ci_need_write_intent:1,
1875         /**
1876          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1877          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1878          * verify layout because HSM won't release openning files.
1879          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1880          * and setattr.
1881          */
1882                              ci_verify_layout:1,
1883         /**
1884          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1885          */
1886                              ci_restore_needed:1,
1887         /**
1888          * O_NOATIME
1889          */
1890                              ci_noatime:1,
1891         /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
1892                              ci_lock_no_expand:1,
1893         /**
1894          * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
1895          *
1896          * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
1897          * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
1898          * that the upper layer can try to access the next mirror.
1899          */
1900                              ci_ndelay:1,
1901         /**
1902          * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
1903          */
1904                              ci_async_readahead:1,
1905         /**
1906          * Ignore lockless and do normal locking for this io.
1907          */
1908                              ci_dio_lock:1,
1909         /**
1910          * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
1911          * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
1912          * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
1913          */
1914                              ci_tried_all_mirrors:1,
1915         /**
1916          * Random read hints, readahead will be disabled.
1917          */
1918                              ci_rand_read:1,
1919         /**
1920          * Sequential read hints.
1921          */
1922                              ci_seq_read:1,
1923         /**
1924          * Do parallel (async) submission of DIO RPCs.  Note DIO is still sync
1925          * to userspace, only the RPCs are submitted async, then waited for at
1926          * the llite layer before returning.
1927          */
1928                              ci_parallel_dio:1;
1929         /**
1930          * Bypass quota check
1931          */
1932         unsigned             ci_noquota:1,
1933         /**
1934          * io_uring direct IO with flags IOCB_NOWAIT.
1935          */
1936                              ci_iocb_nowait:1;
1937         /**
1938          * How many times the read has retried before this one.
1939          * Set by the top level and consumed by the LOV.
1940          */
1941         unsigned             ci_ndelay_tried;
1942         /**
1943          * Designated mirror index for this I/O.
1944          */
1945         unsigned             ci_designated_mirror;
1946         /**
1947          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1948          */
1949         unsigned             ci_owned_nr;
1950         /**
1951          * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
1952          */
1953         struct lu_extent        ci_write_intent;
1954 };
1955
1956 /** @} cl_io */
1957
1958 /**
1959  * Per-transfer attributes.
1960  */
1961 struct cl_req_attr {
1962         enum cl_req_type cra_type;
1963         u64              cra_flags;
1964         struct cl_page  *cra_page;
1965         /** Generic attributes for the server consumption. */
1966         struct obdo     *cra_oa;
1967         /** Jobid */
1968         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1969 };
1970
1971 enum cache_stats_item {
1972         /** how many cache lookups were performed */
1973         CS_lookup = 0,
1974         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
1975         CS_hit,
1976         /** how many entities are in the cache right now */
1977         CS_total,
1978         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
1979          * evicted) right now */
1980         CS_busy,
1981         /** how many entities were created at all */
1982         CS_create,
1983         CS_NR
1984 };
1985
1986 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
1987
1988 /**
1989  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
1990  */
1991 struct cache_stats {
1992         const char      *cs_name;
1993         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
1994 };
1995
1996 /** These are not exported so far */
1997 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
1998
1999 /**
2000  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2001  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2002  * clients to co-exist in the single address space.
2003  */
2004 struct cl_site {
2005         struct lu_site          cs_lu;
2006         /**
2007          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2008          * per-cpu counters is needed.
2009          *
2010          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2011          *
2012          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2013          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2014          */
2015         struct cache_stats      cs_pages;
2016         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2017 };
2018
2019 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2020 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2021 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2022
2023 /**
2024  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2025  * ll_rd_*()-style functions.
2026  */
2027 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2028
2029 /**
2030  * \name helpers
2031  *
2032  * Type conversion and accessory functions.
2033  */
2034 /** @{ */
2035
2036 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2037 {
2038         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2039 }
2040
2041 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2042 {
2043         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2044         return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2045 }
2046
2047 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2048 {
2049         return &d->cd_lu_dev;
2050 }
2051
2052 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2053 {
2054         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2055         return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
2056 }
2057
2058 static inline const struct cl_object_conf *
2059 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2060 {
2061         return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2062 }
2063
2064 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2065 {
2066         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2067 }
2068
2069 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2070 {
2071         return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2072 }
2073
2074 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2075 {
2076         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2077 }
2078
2079 static inline
2080 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2081 {
2082         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2083 }
2084
2085 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2086 {
2087         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2088 }
2089
2090 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2091 {
2092         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2093 }
2094
2095 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2096                        struct cl_object *obj,
2097                        const struct cl_page_operations *ops);
2098 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2099                        struct cl_object *obj,
2100                        const struct cl_lock_operations *ops);
2101 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2102                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2103 /** @} helpers */
2104
2105 /** \defgroup cl_object cl_object
2106  * @{ */
2107 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2108 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2109                                  const struct lu_fid *fid,
2110                                  const struct cl_object_conf *c);
2111
2112 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2113 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2114 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2115 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2116 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2117 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2118 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2119                         struct cl_attr *attr);
2120 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2121                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2122 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2123                            struct ost_lvb *lvb);
2124 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2125                            const struct cl_object_conf *conf);
2126 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2127 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2128 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2129                         struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
2130 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2131                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2132                      size_t *buflen);
2133 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2134                          struct cl_layout *cl);
2135 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2136 int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2137                     struct ldlm_lock *lock);
2138
2139
2140 /**
2141  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2142  */
2143 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2144 {
2145         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2146 }
2147
2148 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2149 {
2150         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2151         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2152         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2153 }
2154
2155 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2156                                          struct cl_page *page)
2157 {
2158         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2159 }
2160
2161 /**
2162  * Return refcount of cl_object.
2163  */
2164 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2165 {
2166         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2167         return atomic_read(&header->loh_ref);
2168 }
2169
2170 /** @} cl_object */
2171
2172 /** \defgroup cl_page cl_page
2173  * @{ */
2174 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2175                                      struct cl_object *obj,
2176                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2177                                      enum cl_page_type type);
2178 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2179                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2180                                      struct page *vmpage,
2181                                      enum cl_page_type type);
2182 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2183 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2184                                      struct cl_page *page);
2185 void            cl_pagevec_put      (const struct lu_env *env,
2186                                      struct cl_page *page,
2187                                      struct pagevec *pvec);
2188 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2189                                      lu_printer_t printer,
2190                                      const struct cl_page *pg);
2191 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2192                                      lu_printer_t printer,
2193                                      const struct cl_page *pg);
2194 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2195
2196 /**
2197  * \name ownership
2198  *
2199  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2200  */
2201 /** @{ */
2202
2203 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2204                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2205 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2206                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2207 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2208                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2209 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2210                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2211 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2212                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2213 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2214
2215 /** @} ownership */
2216
2217 /**
2218  * \name transfer
2219  *
2220  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2221  * tracking transfer state.
2222  */
2223 /** @{ */
2224 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2225                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2226 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2227                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2228 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2229                          enum cl_req_type crt);
2230 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2231                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2232 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2233                          int from, int to);
2234 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2235                          struct cl_page *pg);
2236
2237 /** @} transfer */
2238
2239
2240 /**
2241  * \name helper routines
2242  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2243  */
2244 /** @{ */
2245 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2246                         struct cl_page *pg);
2247 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2248 void    cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
2249                       size_t to);
2250 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2251 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2252
2253 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2254                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2255 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2256                          lu_printer_t printer,
2257                          const struct cl_lock_descr *descr);
2258 /* @} helper */
2259
2260 /**
2261  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2262  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2263  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2264  * layer for recovery purposes.
2265  */
2266 struct cl_client_cache {
2267         /**
2268          * # of client cache refcount
2269          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2270          */
2271         refcount_t              ccc_users;
2272         /**
2273          * # of threads are doing shrinking
2274          */
2275         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2276         /**
2277          * # of LRU entries available
2278          */
2279         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2280         /**
2281          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2282          */
2283         struct list_head        ccc_lru;
2284         /**
2285          * Max # of LRU entries
2286          */
2287         unsigned long           ccc_lru_max;
2288         /**
2289          * Lock to protect ccc_lru list
2290          */
2291         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2292         /**
2293          * Set if unstable check is enabled
2294          */
2295         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2296         /**
2297          * # of unstable pages for this mount point
2298          */
2299         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2300         /**
2301          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2302          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2303          */
2304         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2305         /**
2306          * Serialize max_cache_mb write operation
2307          */
2308         struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
2309 };
2310 /**
2311  * cl_cache functions
2312  */
2313 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2314 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2315 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2316
2317 /** @} cl_page */
2318
2319 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2320  * @{ */
2321 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2322                     struct cl_lock *lock);
2323 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2324                  const struct cl_io *io);
2325 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2326 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2327                                        const struct lu_device_type *dtype);
2328 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2329
2330 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2331                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2332 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2333
2334 /** @} cl_lock */
2335
2336 /** \defgroup cl_io cl_io
2337  * @{ */
2338
2339 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2340                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2341 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2342                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2343 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2344                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2345 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2346
2347 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2348 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2349 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2350 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2351 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2352 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2353 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2354 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2355                           struct cl_io_lock_link *link);
2356 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2357                            struct cl_lock_descr *descr);
2358 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2359                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2360 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2361                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2362                           long timeout);
2363 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2364                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2365                           cl_commit_cbt cb);
2366 void  cl_io_extent_release (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2367 int cl_io_lru_reserve(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2368                       loff_t pos, size_t bytes);
2369 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2370                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2371 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2372                           size_t nob);
2373
2374 /**
2375  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2376  */
2377 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2378 {
2379         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2380 }
2381
2382 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2383 {
2384         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2385 }
2386
2387 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2388 {
2389         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2390 }
2391
2392 /**
2393  * True, iff \a io is a truncate(2).
2394  */
2395 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2396 {
2397         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2398                 (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
2399                 (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
2400 }
2401
2402 static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
2403 {
2404         return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
2405                (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
2406 }
2407
2408 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2409
2410 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2411                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2412
2413 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(obj, base) memset_startat(obj, 0, base)
2414
2415 /** @} cl_io */
2416
2417 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2418  * @{ */
2419
2420 /**
2421  * Last page in the page list.
2422  */
2423 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2424 {
2425         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2426         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2427 }
2428
2429 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2430 {
2431         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2432         return list_first_entry(&plist->pl_pages, struct cl_page, cp_batch);
2433 }
2434
2435 /**
2436  * Iterate over pages in a page list.
2437  */
2438 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2439         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2440
2441 /**
2442  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2443  */
2444 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2445         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2446
2447 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
2448 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page,
2449                       bool get_ref);
2450 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2451                        struct cl_page *page);
2452 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2453                             struct cl_page *page);
2454 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list,
2455                          struct cl_page_list *head);
2456 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env,
2457                       struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2458 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
2459                          struct cl_page_list *plist);
2460 void cl_page_list_assume(const struct lu_env *env,
2461                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2462 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2463                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2464 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2465
2466 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
2467 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2468 void cl_2queue_assume(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2469                       struct cl_2queue *queue);
2470 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2471                        struct cl_2queue *queue);
2472 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2473 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2474
2475 /** @} cl_page_list */
2476
2477 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2478                      struct cl_req_attr *attr);
2479
2480 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2481  * @{ */
2482
2483 struct cl_sync_io;
2484 struct cl_dio_aio;
2485 struct cl_sub_dio;
2486
2487 typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
2488
2489 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr, void *dio_aio,
2490                             cl_sync_io_end_t *end);
2491
2492 int cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2493                     long timeout);
2494 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2495                      int ioret);
2496 int cl_sync_io_wait_recycle(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2497                             long timeout, int ioret);
2498 struct cl_dio_aio *cl_dio_aio_alloc(struct kiocb *iocb, struct cl_object *obj,
2499                                     bool is_aio);
2500 struct cl_sub_dio *cl_sub_dio_alloc(struct cl_dio_aio *ll_aio, bool sync);
2501 void cl_dio_aio_free(const struct lu_env *env, struct cl_dio_aio *aio);
2502 void cl_sub_dio_free(struct cl_sub_dio *sdio);
2503 static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
2504 {
2505         cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
2506 }
2507
2508 /**
2509  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2510  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2511  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2512  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2513  */
2514 struct cl_sync_io {
2515         /** number of pages yet to be transferred. */
2516         atomic_t                csi_sync_nr;
2517         /** error code. */
2518         int                     csi_sync_rc;
2519         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2520         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2521         /** callback to invoke when this IO is finished */
2522         cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
2523         /* private pointer for an associated DIO/AIO */
2524         void                   *csi_dio_aio;
2525 };
2526
2527 /** direct IO pages */
2528 struct ll_dio_pages {
2529         /*
2530          * page array to be written. we don't support
2531          * partial pages except the last one.
2532          */
2533         struct page             **ldp_pages;
2534         /** # of pages in the array. */
2535         size_t                  ldp_count;
2536         /* the file offset of the first page. */
2537         loff_t                  ldp_file_offset;
2538 };
2539
2540 /* Top level struct used for AIO and DIO */
2541 struct cl_dio_aio {
2542         struct cl_sync_io       cda_sync;
2543         struct cl_object        *cda_obj;
2544         struct kiocb            *cda_iocb;
2545         ssize_t                 cda_bytes;
2546         unsigned                cda_no_aio_complete:1,
2547                                 cda_creator_free:1;
2548 };
2549
2550 /* Sub-dio used for splitting DIO (and AIO, because AIO is DIO) according to
2551  * the layout/striping, so we can do parallel submit of DIO RPCs
2552  */
2553 struct cl_sub_dio {
2554         struct cl_sync_io       csd_sync;
2555         struct cl_page_list     csd_pages;
2556         ssize_t                 csd_bytes;
2557         struct cl_dio_aio       *csd_ll_aio;
2558         struct ll_dio_pages     csd_dio_pages;
2559         unsigned                csd_creator_free:1;
2560 };
2561 #if defined(HAVE_DIRECTIO_ITER) || defined(HAVE_IOV_ITER_RW) || \
2562         defined(HAVE_DIRECTIO_2ARGS)
2563 #define HAVE_DIO_ITER 1
2564 #endif
2565
2566 void ll_release_user_pages(struct page **pages, int npages);
2567
2568 /** @} cl_sync_io */
2569
2570 /** \defgroup cl_env cl_env
2571  *
2572  * lu_env handling for a client.
2573  *
2574  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2575  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2576  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2577  * where
2578  *
2579  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2580  *
2581  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2582  *
2583  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2584  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2585  * into VFS or MM that call back into lustre.
2586  *
2587  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2588  * optimizations:
2589  *
2590  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2591  *     longer used environments instead of destroying them;
2592  *
2593  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2594  * @{ */
2595
2596 struct lu_env *cl_env_get(__u16 *refcheck);
2597 struct lu_env *cl_env_alloc(__u16 *refcheck, __u32 tags);
2598 void cl_env_put(struct lu_env *env, __u16 *refcheck);
2599 unsigned cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2600 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2601 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2602
2603 /** @} cl_env */
2604
2605 /*
2606  * Misc
2607  */
2608 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2609 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2610
2611 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2612                                 struct lu_device_type *ldt,
2613                                 struct lu_device *next);
2614 /** @} clio */
2615
2616 int cl_global_init(void);
2617 void cl_global_fini(void);
2618
2619 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */