Whamcloud - gitweb
LU-16713 llite: writeback/commit pages under memory pressure
[fs/lustre-release.git] / lustre / include / cl_object.h
1 /*
2  * GPL HEADER START
3  *
4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
8  * as published by the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * version 2 along with this program; If not, see
18  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html
19  *
20  * GPL HEADER END
21  */
22 /*
23  * Copyright (c) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
24  * Use is subject to license terms.
25  *
26  * Copyright (c) 2011, 2017, Intel Corporation.
27  */
28 /*
29  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
30  */
31 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
32 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
33
34 /** \defgroup clio clio
35  *
36  * Client objects implement io operations and cache pages.
37  *
38  * Examples: lov and osc are implementations of cl interface.
39  *
40  * Big Theory Statement.
41  *
42  * Layered objects.
43  *
44  * Client implementation is based on the following data-types:
45  *
46  *   - cl_object
47  *
48  *   - cl_page
49  *
50  *   - cl_lock     represents an extent lock on an object.
51  *
52  *   - cl_io       represents high-level i/o activity such as whole read/write
53  *                 system call, or write-out of pages from under the lock being
54  *                 canceled. cl_io has sub-ios that can be stopped and resumed
55  *                 independently, thus achieving high degree of transfer
56  *                 parallelism. Single cl_io can be advanced forward by
57  *                 the multiple threads (although in the most usual case of
58  *                 read/write system call it is associated with the single user
59  *                 thread, that issued the system call).
60  *
61  * Terminology
62  *
63  *     - to avoid confusion high-level I/O operation like read or write system
64  *     call is referred to as "an io", whereas low-level I/O operation, like
65  *     RPC, is referred to as "a transfer"
66  *
67  *     - "generic code" means generic (not file system specific) code in the
68  *     hosting environment. "cl-code" means code (mostly in cl_*.c files) that
69  *     is not layer specific.
70  *
71  * Locking.
72  *
73  *  - i_mutex
74  *      - PG_locked
75  *          - cl_object_header::coh_page_guard
76  *          - lu_site::ls_guard
77  *
78  * See the top comment in cl_object.c for the description of overall locking and
79  * reference-counting design.
80  *
81  * See comments below for the description of i/o, page, and dlm-locking
82  * design.
83  *
84  * @{
85  */
86
87 /*
88  * super-class definitions.
89  */
90 #include <linux/aio.h>
91 #include <linux/fs.h>
92
93 #include <libcfs/libcfs.h>
94 #include <lu_object.h>
95 #include <linux/atomic.h>
96 #include <linux/mutex.h>
97 #include <linux/radix-tree.h>
98 #include <linux/spinlock.h>
99 #include <linux/wait.h>
100 #include <linux/pagevec.h>
101 #include <libcfs/linux/linux-misc.h>
102 #include <lustre_dlm.h>
103
104 struct obd_info;
105 struct inode;
106
107 struct cl_device;
108
109 struct cl_object;
110
111 struct cl_page;
112 struct cl_page_slice;
113 struct cl_lock;
114 struct cl_lock_slice;
115
116 struct cl_lock_operations;
117 struct cl_page_operations;
118
119 struct cl_io;
120 struct cl_io_slice;
121
122 struct cl_req_attr;
123
124 /**
125  * Device in the client stack.
126  *
127  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
128  */
129 struct cl_device {
130         /** Super-class. */
131         struct lu_device                   cd_lu_dev;
132 };
133
134 /** \addtogroup cl_object cl_object
135  * @{ */
136 /**
137  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
138  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
139  * from sub-objects' ones.
140  */
141 struct cl_attr {
142         /** Object size, in bytes */
143         loff_t cat_size;
144
145         unsigned int cat_kms_valid:1;
146         /**
147          * Known minimal size, in bytes.
148          *
149          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
150          */
151         loff_t cat_kms;
152         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
153         time64_t cat_mtime;
154         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
155         time64_t cat_atime;
156         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
157         time64_t cat_ctime;
158         /**
159          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
160          *
161          * \todo XXX An interface for block size is needed.
162          */
163         __u64  cat_blocks;
164         /**
165          * User identifier for quota purposes.
166          */
167         uid_t  cat_uid;
168         /**
169          * Group identifier for quota purposes.
170          */
171         gid_t  cat_gid;
172
173         /* nlink of the directory */
174         __u64  cat_nlink;
175
176         /* Project identifier for quota purpose. */
177         __u32  cat_projid;
178 };
179
180 /**
181  * Fields in cl_attr that are being set.
182  */
183 enum cl_attr_valid {
184         CAT_SIZE        = BIT(0),
185         CAT_KMS         = BIT(1),
186         CAT_MTIME       = BIT(3),
187         CAT_ATIME       = BIT(4),
188         CAT_CTIME       = BIT(5),
189         CAT_BLOCKS      = BIT(6),
190         CAT_UID         = BIT(7),
191         CAT_GID         = BIT(8),
192         CAT_PROJID      = BIT(9),
193 };
194
195 /**
196  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
197  * stacks.
198  *
199  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
200  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
201  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
202  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
203  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
204  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
205  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
206  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
207  *    table.
208  *
209  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
210  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
211  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
212  *    layers:
213  *
214  *        - vvp
215  *        - lov
216  *
217  *    whereas its sub-objects are composed of
218  *
219  *        - lovsub
220  *        - osc
221  *
222  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
223  *    track of the object-subobject relationship.
224  *
225  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
226  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
227  *    destroyed too.
228  *
229  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
230  */
231 struct cl_object {
232         /** super class */
233         struct lu_object                   co_lu;
234         /** per-object-layer operations */
235         const struct cl_object_operations *co_ops;
236         /** offset of page slice in cl_page buffer */
237         int                                co_slice_off;
238 };
239
240 /**
241  * Description of the client object configuration. This is used for the
242  * creation of a new client object that is identified by a more state than
243  * fid.
244  */
245 struct cl_object_conf {
246         /** Super-class. */
247         struct lu_object_conf     coc_lu;
248         union {
249                 /**
250                  * Object layout. This is consumed by lov.
251                  */
252                 struct lu_buf    coc_layout;
253                 /**
254                  * Description of particular stripe location in the
255                  * cluster. This is consumed by osc.
256                  */
257                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
258         } u;
259         /**
260          * VFS inode. This is consumed by vvp.
261          */
262         struct inode             *coc_inode;
263         /**
264          * Layout lock handle.
265          */
266         struct ldlm_lock         *coc_lock;
267         bool                     coc_try;
268         /**
269          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
270          */
271         int                       coc_opc;
272 };
273
274 enum {
275         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
276          * holding layout lock. */
277         OBJECT_CONF_SET = 0,
278         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
279          * layout lock. */
280         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
281         /** wait for old layout to go away so that new layout can be
282          * set up. */
283         OBJECT_CONF_WAIT = 2
284 };
285
286 enum {
287         CL_LAYOUT_GEN_NONE      = (u32)-2,      /* layout lock was cancelled */
288         CL_LAYOUT_GEN_EMPTY     = (u32)-1,      /* for empty layout */
289 };
290
291 struct cl_layout {
292         /** the buffer to return the layout in lov_mds_md format. */
293         struct lu_buf   cl_buf;
294         /** size of layout in lov_mds_md format. */
295         size_t          cl_size;
296         /** Layout generation. */
297         u32             cl_layout_gen;
298         /** whether layout is a composite one */
299         bool            cl_is_composite;
300         /** Whether layout is a HSM released one */
301         bool            cl_is_released;
302 };
303
304 enum coo_inode_opc {
305         COIO_INODE_LOCK,
306         COIO_INODE_UNLOCK,
307         COIO_SIZE_LOCK,
308         COIO_SIZE_UNLOCK,
309         COIO_LAYOUT_LOCK,
310         COIO_LAYOUT_UNLOCK,
311 };
312
313 /**
314  * Operations implemented for each cl object layer.
315  *
316  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
317  */
318 struct cl_object_operations {
319         /**
320          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
321          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
322          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
323          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
324          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
325          * sense). Optional.
326          *
327          * \retval NULL success.
328          *
329          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
330          *
331          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
332          *         to be used instead of newly created.
333          */
334         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
335                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
336         /**
337          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
338          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
339          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
340          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
341          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
342          */
343         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
344                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
345                               const struct cl_io *io);
346         /**
347          * Initialize io state for a given layer.
348          *
349          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
350          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
351          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
352          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
353          * participating in this io share the same session.
354          */
355         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
356                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
357         /**
358          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
359          * called top-to-bottom through all object layers.
360          *
361          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
362          *
363          * \return   0: to continue
364          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
365          *              from enclosing cl_object_attr_get())
366          * \return -ve: to signal error
367          */
368         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
369                             struct cl_attr *attr);
370         /**
371          * Update attributes.
372          *
373          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
374          * indicating what attributes are to be set.
375          *
376          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
377          *
378          * \return the same convention as for
379          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
380          */
381         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
382                                const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
383         /**
384          * Mark the inode dirty. By this way, the inode will add into the
385          * writeback list of the corresponding @bdi_writeback, and then it will
386          * defer to write out the dirty pages to OSTs via the kernel writeback
387          * mechanism.
388          */
389         void (*coo_dirty_for_sync)(const struct lu_env *env,
390                                    struct cl_object *obj);
391         /**
392          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
393          * configuration.
394          *
395          * XXX error conditions and handling.
396          */
397         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
398                             const struct cl_object_conf *conf);
399         /**
400          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
401          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
402          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
403          *
404          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
405          * \see osc_object_glimpse()
406          */
407         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
408                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
409         /**
410          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
411          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
412          * mainly pages and locks.
413          */
414         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
415         /**
416          * Object getstripe method.
417          */
418         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
419                              struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
420         /**
421          * Get FIEMAP mapping from the object.
422          */
423         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
424                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
425                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
426         /**
427          * Get layout and generation of the object.
428          */
429         int (*coo_layout_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
430                               struct cl_layout *layout);
431         /**
432          * Get maximum size of the object.
433          */
434         loff_t (*coo_maxbytes)(struct cl_object *obj);
435         /**
436          * Set request attributes.
437          */
438         void (*coo_req_attr_set)(const struct lu_env *env,
439                                  struct cl_object *obj,
440                                  struct cl_req_attr *attr);
441         /**
442          * Flush \a obj data corresponding to \a lock. Used for DoM
443          * locks in llite's cancelling blocking ast callback.
444          */
445         int (*coo_object_flush)(const struct lu_env *env,
446                                 struct cl_object *obj,
447                                 struct ldlm_lock *lock);
448         /**
449          * operate upon inode. Used in LOV to lock/unlock inode from vvp layer.
450          */
451         int (*coo_inode_ops)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
452                              enum coo_inode_opc opc, void *data);
453 };
454
455 /**
456  * Extended header for client object.
457  */
458 struct cl_object_header {
459         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
460          * here. */
461         struct lu_object_header coh_lu;
462
463         /**
464          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
465          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
466          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
467          * field allows certain code to be written generically, without
468          * limiting possible cl_object layouts unduly.
469          */
470         struct cl_object_header *coh_parent;
471         /**
472          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
473          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
474          * from.
475          *
476          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
477          */
478         spinlock_t               coh_attr_guard;
479         /**
480          * Size of cl_page + page slices
481          */
482         unsigned short           coh_page_bufsize;
483         /**
484          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
485          * sub-object, etc.
486          */
487         unsigned char            coh_nesting;
488 };
489
490 /**
491  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
492  * layer top-to-bottom to \a slice.
493  */
494 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
495         list_for_each_entry((slice),                            \
496                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
497                             co_lu.lo_linkage)
498
499 /**
500  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
501  * layer bottom-to-top to \a slice.
502  */
503 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
504         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
505                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
506                                     co_lu.lo_linkage)
507
508 /** @} cl_object */
509
510 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
511
512 /** \addtogroup cl_page cl_page
513  * @{ */
514
515 /** \struct cl_page
516  * Layered client page.
517  *
518  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
519  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
520  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
521  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
522  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
523  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
524  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
525  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
526  *
527  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
528  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
529  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
530  *    current design) that
531  *
532  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
533  *          memory pressure),
534  *
535  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
536  *          environment.
537  *
538  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
539  *    established when cl_page is created.
540  *
541  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
542  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
543  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
544  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
545  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
546  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
547  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
548  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
549  *
550  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
551  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
552  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
553  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
554  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
555  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
556  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
557  *    different ways to own a page in the client:
558  *
559  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
560  *
561  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
562  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
563  *
564  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
565  *    cl_page_unassume().
566  *
567  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
568  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
569  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
570  *    destroyed.
571  *
572  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
573  *    pages is the following:
574  *
575  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
576  *          to a page:
577  *
578  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
579  *              spin-lock;
580  *
581  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
582  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
583  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
584  *
585  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
586  *          ways are severed with the proper synchronization
587  *          (cl_page_delete());
588  *
589  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
590  *          lock;
591  *
592  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
593  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
594  *
595  *    Together this guarantees that when last reference to a
596  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
597  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
598  *    ones exist.
599  *
600  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
601  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
602  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
603  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
604  *    page.
605  *
606  * Linux Kernel implementation.
607  *
608  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
609  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
610  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
611  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
612  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
613  *    private data structures).
614  *
615  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
616  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
617  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
618  *    transfer.
619  *
620  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
621  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
622  */
623
624 /**
625  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
626  *
627  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
628  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
629  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
630  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
631  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
632  * are interested in them.
633  */
634 enum cl_page_state {
635         /**
636          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
637          * following cases:
638          *
639          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
640          *     owns it;
641          *
642          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
643          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
644          *     into an RPC being constructed, and yanks it from the cache;
645          *
646          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
647          *     evict the page form the memory;
648          *
649          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
650          */
651         CPS_CACHED = 1,
652         /**
653          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
654          * state as a result of
655          *
656          *     - io creating new page and immediately owning it;
657          *
658          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
659          *     and owning it;
660          *
661          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
662          *     and waiting for owner to release the page;
663          *
664          * Page leaves owned state in the following cases:
665          *
666          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
667          *     the cache, doing nothing;
668          *
669          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
670          *     this page;
671          *
672          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
673          *     transfer for this page;
674          *
675          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
676          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
677          *
678          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
679          */
680         CPS_OWNED,
681         /**
682          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
683          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
684          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
685          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
686          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
687          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
688          * made by the hosting environment (that effectively means that the
689          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
690          * advance". This property is mentioned, because it is important when
691          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
692          * enter this state as a result of
693          *
694          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
695          *     write-out of this page, or
696          *
697          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
698          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
699          *     transfer.
700          *
701          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
702          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
703          *
704          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
705          *
706          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
707          */
708         CPS_PAGEOUT,
709         /**
710          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
711          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
712          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
713          * construction of read request from cached, presumably not up to date,
714          * pages.
715          *
716          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
717          *
718          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
719          */
720         CPS_PAGEIN,
721         /**
722          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
723          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
724          * of truncate.
725          *
726          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
727          *
728          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
729          */
730         CPS_FREEING,
731         CPS_NR
732 };
733
734 enum cl_page_type {
735         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
736          * belongs to. */
737         CPT_CACHEABLE = 1,
738
739         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
740          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
741          *  it is used in DirectIO and lockless IO. */
742         CPT_TRANSIENT,
743         CPT_NR
744 };
745
746 #define CP_STATE_BITS   4
747 #define CP_TYPE_BITS    2
748 #define CP_MAX_LAYER    2
749
750 /**
751  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
752  * immutables.
753  *
754  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
755  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
756  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
757  * cl_page::cp_owner (when set).
758  */
759 struct cl_page {
760         /** Reference counter. */
761         refcount_t              cp_ref;
762         /** layout_entry + stripe index, composed using lov_comp_index() */
763         unsigned int            cp_lov_index;
764         /** page->index of the page within the whole file */
765         pgoff_t                 cp_page_index;
766         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
767         struct cl_object        *cp_obj;
768         /** vmpage */
769         struct page             *cp_vmpage;
770         /**
771          * Assigned if doing direct IO, because in this case cp_vmpage is not
772          * a valid page cache page, hence the inode cannot be inferred from
773          * cp_vmpage->mapping->host.
774          */
775         struct inode            *cp_inode;
776         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
777         struct list_head        cp_batch;
778         /** array of slices offset. Immutable after creation. */
779         unsigned char           cp_layer_offset[CP_MAX_LAYER];
780         /** current slice index */
781         unsigned char           cp_layer_count:2;
782         /**
783          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
784          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
785          */
786         enum cl_page_state       cp_state:CP_STATE_BITS;
787         /**
788          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
789          * creation.
790          */
791         enum cl_page_type       cp_type:CP_TYPE_BITS;
792         unsigned                cp_defer_uptodate:1,
793                                 cp_ra_updated:1,
794                                 cp_ra_used:1;
795         /* which slab kmem index this memory allocated from */
796         short int               cp_kmem_index;
797
798         /**
799          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
800          * by sub-io. Protected by a VM lock.
801          */
802         struct cl_io            *cp_owner;
803         /** List of references to this page, for debugging. */
804         struct lu_ref           cp_reference;
805         /** Link to an object, for debugging. */
806         struct lu_ref_link      cp_obj_ref;
807         /** Link to a queue, for debugging. */
808         struct lu_ref_link      cp_queue_ref;
809         /** Assigned if doing a sync_io */
810         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
811 };
812
813 /**
814  * Per-layer part of cl_page.
815  *
816  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
817  */
818 struct cl_page_slice {
819         struct cl_page                  *cpl_page;
820         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
821 };
822
823 /**
824  * Lock mode. For the client extent locks.
825  *
826  * \ingroup cl_lock
827  */
828 enum cl_lock_mode {
829         CLM_READ,
830         CLM_WRITE,
831         CLM_GROUP,
832         CLM_MAX,
833 };
834
835 /**
836  * Requested transfer type.
837  */
838 enum cl_req_type {
839         CRT_READ,
840         CRT_WRITE,
841         CRT_NR
842 };
843
844 /**
845  * Per-layer page operations.
846  *
847  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
848  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
849  * the obvious cases.
850  *
851  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
852  */
853 struct cl_page_operations {
854         /**
855          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
856          * implement these. Current code assumes that this functionality is
857          * provided by the topmost layer, see __cl_page_disown() as an example.
858          */
859
860         /**
861          * Update file attributes when all we have is this page.  Used for tiny
862          * writes to update attributes when we don't have a full cl_io.
863          */
864         void (*cpo_page_touch)(const struct lu_env *env,
865                                const struct cl_page_slice *slice, size_t to);
866         /**
867          * Page destruction.
868          */
869
870         /**
871          * Called when page is truncated from the object. Optional.
872          *
873          * \see cl_page_discard()
874          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
875          */
876         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
877                             const struct cl_page_slice *slice,
878                             struct cl_io *io);
879         /**
880          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
881          * destroyed. Optional.
882          *
883          * \see cl_page_delete()
884          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
885          */
886         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
887                            const struct cl_page_slice *slice);
888         /**
889          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
890          *
891          * \see cl_page_print()
892          */
893         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
894                          const struct cl_page_slice *slice,
895                          void *cookie, lu_printer_t p);
896         /**
897          * \name transfer
898          *
899          * Transfer methods.
900          *
901          * @{
902          */
903         /**
904          * Request type dependent vector of operations.
905          *
906          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
907          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
908          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
909          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
910          * provided. That is, method invocation usually looks like
911          *
912          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
913          */
914         struct {
915                 /**
916                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
917                  * fired after cl_page_prep() or cl_page_make_ready() call.
918                  *
919                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
920                  * guaranteed however, that the page involved and its object
921                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
922                  * safe).
923                  *
924                  * \see cl_page_completion()
925                  */
926                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
927                                        const struct cl_page_slice *slice,
928                                        int ioret);
929         } io[CRT_NR];
930         /**
931          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
932          * transmitted.
933          *
934          * This is used for immediate transfers.
935          *
936          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
937          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
938          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
939          * this for page queues.
940          *
941          * \see cl_page_clip()
942          */
943         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
944                          const struct cl_page_slice *slice,
945                          int from, int to);
946         /**
947          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
948          * right now.
949          *
950          * \see cl_page_flush()
951          */
952         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
953                          const struct cl_page_slice *slice,
954                          struct cl_io *io);
955         /** @} transfer */
956 };
957
958 /**
959  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
960  */
961 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
962 do {                                                                    \
963         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
964                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
965                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
966                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
967         }                                                               \
968 } while (0)
969
970 /**
971  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
972  */
973 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
974 do {                                                                          \
975         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
976                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
977                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
978                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
979         }                                                                     \
980 } while (0)
981
982 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
983 {
984         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
985         return page->cp_vmpage;
986 }
987
988 static inline pgoff_t cl_page_index(const struct cl_page *cp)
989 {
990         return cl_page_vmpage(cp)->index;
991 }
992
993 /**
994  * Check if a cl_page is in use.
995  *
996  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
997  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
998  */
999 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1000 {
1001         return (refcount_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
1002 }
1003
1004 /**
1005  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
1006  */
1007 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1008 /**
1009  * Caller doesn't hold a refcount.
1010  */
1011 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1012
1013 /** @} cl_page */
1014
1015 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1016  * @{ */
1017 /** \struct cl_lock
1018  *
1019  * Extent locking on the client.
1020  *
1021  * LAYERING
1022  *
1023  * The locking model of the new client code is built around
1024  *
1025  *        struct cl_lock
1026  *
1027  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1028  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1029  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1030  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1031  *
1032  * Typical cl_lock consists of one layer:
1033  *
1034  *     - lov_lock (lov specific data).
1035  *
1036  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1037  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1038  *
1039  *     - osc_lock
1040  *
1041  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1042  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1043  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1044  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1045  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1046  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1047  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1048  *
1049  * LIFE CYCLE
1050  *
1051  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1052  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1053  * I/O is complete.
1054  *
1055  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1056  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1057  *
1058  * INTERFACE AND USAGE
1059  *
1060  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1061  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1062  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1063  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1064  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1065  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1066  * OST side.
1067  *
1068  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1069  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1070  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1071  * clo_enqueue time, is released.
1072  *
1073  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1074  *
1075  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1076  *
1077  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1078  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1079  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1080  *
1081  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1082  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1083  *
1084  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1085  *
1086  *     - locks are released after IO is complete.
1087  *
1088  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1089  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1090  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1091  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1092  *
1093  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1094  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1095  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1096  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1097  * sacrificing correctness. This includes:
1098  *
1099  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1100  *  atomicity;
1101  *
1102  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1103  *
1104  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1105  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1106  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1107  *
1108  * Interaction with DLM
1109  *
1110  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1111  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1112  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1113  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1114  * description of interaction with DLM.
1115  */
1116
1117 /**
1118  * Lock description.
1119  */
1120 struct cl_lock_descr {
1121         /** Object this lock is granted for. */
1122         struct cl_object *cld_obj;
1123         /** Index of the first page protected by this lock. */
1124         pgoff_t           cld_start;
1125         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1126         pgoff_t           cld_end;
1127         /** Group ID, for group lock */
1128         __u64             cld_gid;
1129         /** Lock mode. */
1130         enum cl_lock_mode cld_mode;
1131         /**
1132          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1133          * enum cl_enq_flags.
1134          */
1135         __u32             cld_enq_flags;
1136 };
1137
1138 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1139 #define PDESCR(descr)                                                   \
1140         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1141         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1142
1143 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1144
1145 /**
1146  * Layered client lock.
1147  */
1148 struct cl_lock {
1149         /** List of slices. Immutable after creation. */
1150         struct list_head      cll_layers;
1151         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1152         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1153 };
1154
1155 /**
1156  * Per-layer part of cl_lock
1157  *
1158  * \see lov_lock, osc_lock
1159  */
1160 struct cl_lock_slice {
1161         struct cl_lock                  *cls_lock;
1162         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1163          * creation. */
1164         struct cl_object                *cls_obj;
1165         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1166         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1167         struct list_head                 cls_linkage;
1168 };
1169
1170 /**
1171  *
1172  * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
1173  */
1174 struct cl_lock_operations {
1175         /** @{ */
1176         /**
1177          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1178          *
1179          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1180          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1181          *              @anchor for resources
1182          * \retval -ve  failure
1183          *
1184          * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
1185          */
1186         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1187                             const struct cl_lock_slice *slice,
1188                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1189         /**
1190          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1191          * DLM lock
1192          */
1193         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1194                            const struct cl_lock_slice *slice);
1195         /** @} */
1196         /**
1197          * Destructor. Frees resources and the slice.
1198          *
1199          * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
1200          */
1201         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1202         /**
1203          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1204          */
1205         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1206                          void *cookie, lu_printer_t p,
1207                          const struct cl_lock_slice *slice);
1208 };
1209
1210 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1211 do {                                                                    \
1212         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1213                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1214                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1215                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1216         }                                                               \
1217 } while (0)
1218
1219 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1220         if (likely(expr))                                               \
1221                 break;                                                  \
1222                                                                         \
1223         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1224         LBUG();                                                         \
1225 } while (0)
1226
1227 /** @} cl_lock */
1228
1229 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1230  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1231  *
1232  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1233  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1234  * pages:
1235  *
1236  *     - submit pages for an immediate transfer,
1237  *
1238  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1239  *
1240  *     - discard pages.
1241  *
1242  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1243  *
1244  * \todo XXX concurrency control.
1245  *
1246  * @{
1247  */
1248 struct cl_page_list {
1249         unsigned                 pl_nr;
1250         struct list_head         pl_pages;
1251 };
1252
1253 /**
1254  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1255  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1256  */
1257 struct cl_2queue {
1258         struct cl_page_list c2_qin;
1259         struct cl_page_list c2_qout;
1260 };
1261
1262 /** @} cl_page_list */
1263
1264 /** \addtogroup cl_io cl_io
1265  * @{ */
1266 /** \struct cl_io
1267  * I/O
1268  *
1269  * cl_io represents a high level I/O activity like
1270  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1271  * lock.
1272  *
1273  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1274  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1275  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1276  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1277  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1278  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1279  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1280  * by using free-lists, see cl_env_get().
1281  *
1282  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1283  * cl_io_type.
1284  *
1285  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1286  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1287  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1288  * released.
1289  *
1290  * For read/write io overall execution plan is as following:
1291  *
1292  *     (0) initialize io state through all layers;
1293  *
1294  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1295  *
1296  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1297  *
1298  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1299  *
1300  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1301  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1302  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1303  *
1304  *     (5) release locks
1305  *
1306  *     (6) repeat loop.
1307  *
1308  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1309  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1310  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1311  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1312  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1313  */
1314
1315 /** IO types */
1316 enum cl_io_type {
1317         /** read system call */
1318         CIT_READ = 1,
1319         /** write system call */
1320         CIT_WRITE,
1321         /** truncate, utime system calls */
1322         CIT_SETATTR,
1323         /** get data version */
1324         CIT_DATA_VERSION,
1325         /**
1326          * page fault handling
1327          */
1328         CIT_FAULT,
1329         /**
1330          * fsync system call handling
1331          * To write out a range of file
1332          */
1333         CIT_FSYNC,
1334         /**
1335          * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1336          */
1337         CIT_GLIMPSE,
1338         /**
1339          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1340          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1341          *
1342          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1343          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1344          *     to the server;
1345          *
1346          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1347          *     for memory cleansing;
1348          *
1349          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1350          *
1351          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1352          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1353          * cl_io_loop() is never called for it.
1354          */
1355         CIT_MISC,
1356         /**
1357          * ladvise handling
1358          * To give advice about access of a file
1359          */
1360         CIT_LADVISE,
1361         /**
1362          * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
1363          * across all file objects
1364          */
1365         CIT_LSEEK,
1366         CIT_OP_NR
1367 };
1368
1369 /**
1370  * States of cl_io state machine
1371  */
1372 enum cl_io_state {
1373         /** Not initialized. */
1374         CIS_ZERO,
1375         /** Initialized. */
1376         CIS_INIT,
1377         /** IO iteration started. */
1378         CIS_IT_STARTED,
1379         /** Locks taken. */
1380         CIS_LOCKED,
1381         /** Actual IO is in progress. */
1382         CIS_IO_GOING,
1383         /** IO for the current iteration finished. */
1384         CIS_IO_FINISHED,
1385         /** Locks released. */
1386         CIS_UNLOCKED,
1387         /** Iteration completed. */
1388         CIS_IT_ENDED,
1389         /** cl_io finalized. */
1390         CIS_FINI
1391 };
1392
1393 /**
1394  * IO state private for a layer.
1395  *
1396  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1397  * dynamically.
1398  *
1399  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1400  */
1401 struct cl_io_slice {
1402         struct cl_io                    *cis_io;
1403         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1404         struct cl_object                *cis_obj;
1405         /** io operations. Immutable after creation. */
1406         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1407         /**
1408          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1409          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1410          */
1411         struct list_head                cis_linkage;
1412 };
1413
1414 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1415                               struct pagevec *);
1416
1417 struct cl_read_ahead {
1418         /* Maximum page index the readahead window will end.
1419          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1420          * cra_end is included. */
1421         pgoff_t         cra_end_idx;
1422         /* optimal RPC size for this read, by pages */
1423         unsigned long   cra_rpc_pages;
1424         /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
1425          * function should be called to release it. */
1426         void            (*cra_release)(const struct lu_env *env,
1427                                        struct cl_read_ahead *ra);
1428
1429         /* Callback data for cra_release routine */
1430         void            *cra_dlmlock;
1431         void            *cra_oio;
1432
1433         /* whether lock is in contention */
1434         bool            cra_contention;
1435 };
1436
1437 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1438                                          struct cl_read_ahead *ra)
1439 {
1440         if (ra->cra_release != NULL)
1441                 ra->cra_release(env, ra);
1442         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1443 }
1444
1445
1446 /**
1447  * Per-layer io operations.
1448  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1449  */
1450 struct cl_io_operations {
1451         /**
1452          * Vector of io state transition methods for every io type.
1453          *
1454          * \see cl_page_operations::io
1455          */
1456         struct {
1457                 /**
1458                  * Prepare io iteration at a given layer.
1459                  *
1460                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1461                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1462                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1463                  *
1464                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1465                  */
1466                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1467                                       const struct cl_io_slice *slice);
1468                 /**
1469                  * Finalize io iteration.
1470                  *
1471                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1472                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1473                  * continued.
1474                  *
1475                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1476                  */
1477                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1478                                        const struct cl_io_slice *slice);
1479                 /**
1480                  * Collect locks for the current iteration of io.
1481                  *
1482                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1483                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1484                  * anything, instead it should post a lock through
1485                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1486                  * sorted and enqueued in the proper order.
1487                  */
1488                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1489                                   const struct cl_io_slice *slice);
1490                 /**
1491                  * Finalize unlocking.
1492                  *
1493                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1494                  * functionality, after generic code released all locks
1495                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1496                  */
1497                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1498                                     const struct cl_io_slice *slice);
1499                 /**
1500                  * Start io iteration.
1501                  *
1502                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1503                  * commence actual IO. In the current implementation,
1504                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1505                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1506                  * are called when everything is done.
1507                  */
1508                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1509                                   const struct cl_io_slice *slice);
1510                 /**
1511                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1512                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1513                  */
1514                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1515                                   const struct cl_io_slice *slice);
1516                 /**
1517                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1518                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1519                  */
1520                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1521                                     const struct cl_io_slice *slice,
1522                                     size_t nob);
1523                 /**
1524                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1525                  */
1526                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1527                                   const struct cl_io_slice *slice);
1528         } op[CIT_OP_NR];
1529
1530         /**
1531          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1532          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1533          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1534          * submission failed after some pages were moved into \a
1535          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1536          * executed on them.
1537          */
1538         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1539                         const struct cl_io_slice *slice,
1540                         enum cl_req_type crt,
1541                         struct cl_2queue *queue);
1542         /**
1543          * Queue async page for write.
1544          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1545          * cio_submit is for urgent request.
1546          */
1547         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1548                         const struct cl_io_slice *slice,
1549                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1550                         cl_commit_cbt cb);
1551         /**
1552          * Release active extent.
1553          */
1554         void  (*cio_extent_release)(const struct lu_env *env,
1555                                     const struct cl_io_slice *slice);
1556         /**
1557          * Decide maximum read ahead extent
1558          *
1559          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1560          */
1561         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1562                               const struct cl_io_slice *slice,
1563                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1564         /**
1565          *
1566          * Reserve LRU slots before IO.
1567          */
1568         int (*cio_lru_reserve) (const struct lu_env *env,
1569                                 const struct cl_io_slice *slice,
1570                                 loff_t pos, size_t bytes);
1571         /**
1572          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1573          */
1574         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1575                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1576 };
1577
1578 /**
1579  * Flags to lock enqueue procedure.
1580  * \ingroup cl_lock
1581  */
1582 enum cl_enq_flags {
1583         /**
1584          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1585          * -EAGAIN is returned immediately.
1586          */
1587         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1588         /**
1589          * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
1590          * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
1591          *
1592          * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
1593          * as automatically compatible with other osc locks.
1594          * (see osc_lock_compatible)
1595          */
1596         CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
1597         /**
1598          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1599          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1600          * protected by this lock, without sending them to the server.
1601          */
1602         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1603         /**
1604          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1605          * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
1606          * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
1607          * mode.
1608          *
1609          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
1610          */
1611         CEF_MUST         = 0x00000008,
1612         /**
1613          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1614          * not used currently.
1615          *
1616          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1617          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1618          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1619          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1620          * that are described by the enqueue flags.
1621          */
1622         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1623         /**
1624          * tell the dlm layer this is a speculative lock request
1625          * speculative lock requests are locks which are not requested as part
1626          * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
1627          * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
1628          * ptlrpc layer.
1629          *
1630          * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
1631          * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
1632          */
1633         CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
1634         /**
1635          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1636          */
1637         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1638         /**
1639          * Lock match only. Used by group lock in I/O as group lock
1640          * is known to exist.
1641          */
1642         CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
1643         /**
1644          * tell the DLM layer to lock only the requested range
1645          */
1646         CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
1647         /**
1648          * mask of enq_flags.
1649          */
1650         CEF_MASK         = 0x000001ff,
1651 };
1652
1653 /**
1654  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1655  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1656  */
1657 struct cl_io_lock_link {
1658         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1659         struct list_head        cill_linkage;
1660         struct cl_lock          cill_lock;
1661         /** optional destructor */
1662         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1663                                              struct cl_io_lock_link *link);
1664 };
1665 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1666
1667 /**
1668  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1669  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1670  * possible, because
1671  *
1672  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1673  *        "cascading timeouts";
1674  *
1675  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1676  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1677  *
1678  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1679  *
1680  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1681  *
1682  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1683  *
1684  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1685  *
1686  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1687  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1688  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1689  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1690  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1691  *
1692  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1693  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1694  * enqueued.
1695  */
1696 struct cl_lockset {
1697         /** locks to be acquired. */
1698         struct list_head  cls_todo;
1699         /** locks acquired. */
1700         struct list_head  cls_done;
1701 };
1702
1703 /**
1704  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1705  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1706  */
1707 enum cl_io_lock_dmd {
1708         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1709         CILR_MANDATORY = 0,
1710         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1711         CILR_MAYBE,
1712         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1713         CILR_NEVER
1714 };
1715
1716 enum cl_fsync_mode {
1717         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1718         CL_FSYNC_NONE           = 0,
1719         /** start writeback and wait for them to finish */
1720         CL_FSYNC_LOCAL          = 1,
1721         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1722         CL_FSYNC_DISCARD        = 2,
1723         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1724          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1725         CL_FSYNC_ALL            = 3,
1726         /** start writeback, thus the kernel can reclaim some memory */
1727         CL_FSYNC_RECLAIM        = 4,
1728 };
1729
1730 struct cl_io_rw_common {
1731         loff_t  crw_pos;
1732         size_t  crw_bytes;
1733         int     crw_nonblock;
1734 };
1735 enum cl_setattr_subtype {
1736         /** regular setattr **/
1737         CL_SETATTR_REG = 1,
1738         /** truncate(2) **/
1739         CL_SETATTR_TRUNC,
1740         /** fallocate(2) - mode preallocate **/
1741         CL_SETATTR_FALLOCATE
1742 };
1743
1744 struct cl_io_range {
1745         loff_t cir_pos;
1746         size_t cir_count;
1747 };
1748
1749 struct cl_io_pt {
1750         struct cl_io_pt *cip_next;
1751         struct kiocb cip_iocb;
1752         struct iov_iter cip_iter;
1753         struct file *cip_file;
1754         enum cl_io_type cip_iot;
1755         unsigned int cip_need_restart:1;
1756         loff_t cip_pos;
1757         size_t cip_count;
1758         ssize_t cip_result;
1759 };
1760
1761 /**
1762  * State for io.
1763  *
1764  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1765  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1766  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1767  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1768  * mutable cl_io fields.
1769  */
1770 struct cl_io {
1771         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1772         enum cl_io_type                ci_type;
1773         /** current state of cl_io state machine. */
1774         enum cl_io_state               ci_state;
1775         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1776         struct cl_object              *ci_obj;
1777         /** top level dio_aio */
1778         struct cl_dio_aio             *ci_dio_aio;
1779         /**
1780          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1781          * creation.
1782          */
1783         struct cl_io                  *ci_parent;
1784         /** List of slices. Immutable after creation. */
1785         struct list_head                ci_layers;
1786         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1787         struct cl_lockset              ci_lockset;
1788         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1789         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1790         /** layout version when this IO occurs */
1791         __u32                           ci_layout_version;
1792         union {
1793                 struct cl_rd_io {
1794                         struct cl_io_rw_common rd;
1795                 } ci_rd;
1796                 struct cl_wr_io {
1797                         struct cl_io_rw_common wr;
1798                         int                    wr_append;
1799                         int                    wr_sync;
1800                 } ci_wr;
1801                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1802                 struct cl_setattr_io {
1803                         struct ost_lvb           sa_attr;
1804                         unsigned int             sa_attr_flags;
1805                         unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
1806                         unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
1807                         int                      sa_stripe_index;
1808                         struct ost_layout        sa_layout;
1809                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1810                         /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
1811                         /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
1812                         enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
1813                         /* The following are used for fallocate(2) */
1814                         int                      sa_falloc_mode;
1815                         loff_t                   sa_falloc_offset;
1816                         loff_t                   sa_falloc_end;
1817                         uid_t                    sa_falloc_uid;
1818                         gid_t                    sa_falloc_gid;
1819                         __u32                    sa_falloc_projid;
1820                 } ci_setattr;
1821                 struct cl_data_version_io {
1822                         u64 dv_data_version;
1823                         u32 dv_layout_version;
1824                         int dv_flags;
1825                 } ci_data_version;
1826                 struct cl_fault_io {
1827                         /** page index within file. */
1828                         pgoff_t         ft_index;
1829                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1830                         size_t          ft_bytes;
1831                         /** writable page? for nopage() only */
1832                         int             ft_writable;
1833                         /** page of an executable? */
1834                         int             ft_executable;
1835                         /** page_mkwrite() */
1836                         int             ft_mkwrite;
1837                         /** resulting page */
1838                         struct cl_page *ft_page;
1839                 } ci_fault;
1840                 struct cl_fsync_io {
1841                         loff_t             fi_start;
1842                         loff_t             fi_end;
1843                         /** file system level fid */
1844                         struct lu_fid     *fi_fid;
1845                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1846                         /* how many pages were written/discarded */
1847                         unsigned int       fi_nr_written;
1848                 } ci_fsync;
1849                 struct cl_ladvise_io {
1850                         __u64                    li_start;
1851                         __u64                    li_end;
1852                         /** file system level fid */
1853                         struct lu_fid           *li_fid;
1854                         enum lu_ladvise_type     li_advice;
1855                         __u64                    li_flags;
1856                 } ci_ladvise;
1857                 struct cl_lseek_io {
1858                         loff_t                   ls_start;
1859                         loff_t                   ls_result;
1860                         int                      ls_whence;
1861                 } ci_lseek;
1862                 struct cl_misc_io {
1863                         time64_t                 lm_next_rpc_time;
1864                 } ci_misc;
1865         } u;
1866         struct cl_2queue        ci_queue;
1867         size_t                  ci_bytes;
1868         int                     ci_result;
1869         unsigned int            ci_continue:1,
1870         /**
1871          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1872          * don't do lockless i/o.
1873          */
1874                              ci_no_srvlock:1,
1875         /**
1876          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1877          */
1878                              ci_need_restart:1,
1879         /**
1880          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1881          * change(page operations, layout change causes all page to be
1882          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1883          */
1884                              ci_ignore_layout:1,
1885         /**
1886          * Need MDS intervention to complete a write.
1887          * Write intent is required for the following cases:
1888          * 1. component being written is not initialized, or
1889          * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
1890          */
1891                              ci_need_write_intent:1,
1892         /**
1893          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1894          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1895          * verify layout because HSM won't release openning files.
1896          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1897          * and setattr.
1898          */
1899                              ci_verify_layout:1,
1900         /**
1901          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1902          */
1903                              ci_restore_needed:1,
1904         /**
1905          * O_NOATIME
1906          */
1907                              ci_noatime:1,
1908         /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
1909                              ci_lock_no_expand:1,
1910         /**
1911          * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
1912          *
1913          * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
1914          * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
1915          * that the upper layer can try to access the next mirror.
1916          */
1917                              ci_ndelay:1,
1918         /**
1919          * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
1920          */
1921                              ci_async_readahead:1,
1922         /**
1923          * Ignore lockless and do normal locking for this io.
1924          */
1925                              ci_dio_lock:1,
1926         /**
1927          * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
1928          * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
1929          * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
1930          */
1931                              ci_tried_all_mirrors:1,
1932         /**
1933          * Random read hints, readahead will be disabled.
1934          */
1935                              ci_rand_read:1,
1936         /**
1937          * Sequential read hints.
1938          */
1939                              ci_seq_read:1,
1940         /**
1941          * Do parallel (async) submission of DIO RPCs.  Note DIO is still sync
1942          * to userspace, only the RPCs are submitted async, then waited for at
1943          * the llite layer before returning.
1944          */
1945                              ci_parallel_dio:1;
1946         /**
1947          * Bypass quota check
1948          */
1949         unsigned             ci_noquota:1,
1950         /**
1951          * io_uring direct IO with flags IOCB_NOWAIT.
1952          */
1953                              ci_iocb_nowait:1,
1954         /**
1955          * The filesystem must exclusively acquire invalidate_lock before
1956          * invalidating page cache in truncate / hole punch / DLM extent
1957          * lock blocking AST path (and thus calling into ->invalidatepage)
1958          * to block races between page cache invalidation and page cache
1959          * filling functions (fault, read, ...)
1960          */
1961                              ci_invalidate_page_cache:1;
1962
1963         /**
1964          * How many times the read has retried before this one.
1965          * Set by the top level and consumed by the LOV.
1966          */
1967         unsigned             ci_ndelay_tried;
1968         /**
1969          * Designated mirror index for this I/O.
1970          */
1971         unsigned             ci_designated_mirror;
1972         /**
1973          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1974          */
1975         unsigned             ci_owned_nr;
1976         /**
1977          * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
1978          */
1979         struct lu_extent        ci_write_intent;
1980 };
1981
1982 /** @} cl_io */
1983
1984 /**
1985  * Per-transfer attributes.
1986  */
1987 struct cl_req_attr {
1988         enum cl_req_type cra_type;
1989         u64              cra_flags;
1990         struct cl_page  *cra_page;
1991         /** Generic attributes for the server consumption. */
1992         struct obdo     *cra_oa;
1993         /** Jobid */
1994         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1995         /** uid/gid of the process doing an io */
1996         u32 cra_uid;
1997         u32 cra_gid;
1998 };
1999
2000 enum cache_stats_item {
2001         /** how many cache lookups were performed */
2002         CS_lookup = 0,
2003         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2004         CS_hit,
2005         /** how many entities are in the cache right now */
2006         CS_total,
2007         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2008          * evicted) right now */
2009         CS_busy,
2010         /** how many entities were created at all */
2011         CS_create,
2012         CS_NR
2013 };
2014
2015 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2016
2017 /**
2018  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2019  */
2020 struct cache_stats {
2021         const char      *cs_name;
2022         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2023 };
2024
2025 /** These are not exported so far */
2026 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2027
2028 /**
2029  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2030  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2031  * clients to co-exist in the single address space.
2032  */
2033 struct cl_site {
2034         struct lu_site          cs_lu;
2035         /**
2036          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2037          * per-cpu counters is needed.
2038          *
2039          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2040          *
2041          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2042          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2043          */
2044         struct cache_stats      cs_pages;
2045         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2046 };
2047
2048 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2049 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2050 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2051
2052 /**
2053  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2054  * ll_rd_*()-style functions.
2055  */
2056 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2057
2058 /**
2059  * \name helpers
2060  *
2061  * Type conversion and accessory functions.
2062  */
2063 /** @{ */
2064
2065 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2066 {
2067         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2068 }
2069
2070 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2071 {
2072         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2073         return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2074 }
2075
2076 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2077 {
2078         return &d->cd_lu_dev;
2079 }
2080
2081 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2082 {
2083         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2084         return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
2085 }
2086
2087 static inline const struct cl_object_conf *
2088 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2089 {
2090         return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2091 }
2092
2093 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2094 {
2095         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2096 }
2097
2098 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2099 {
2100         return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2101 }
2102
2103 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2104 {
2105         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2106 }
2107
2108 static inline
2109 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2110 {
2111         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2112 }
2113
2114 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2115 {
2116         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2117 }
2118
2119 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2120 {
2121         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2122 }
2123
2124 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2125                        struct cl_object *obj,
2126                        const struct cl_page_operations *ops);
2127 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2128                        struct cl_object *obj,
2129                        const struct cl_lock_operations *ops);
2130 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2131                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2132 /** @} helpers */
2133
2134 /** \defgroup cl_object cl_object
2135  * @{ */
2136 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2137 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2138                                  const struct lu_fid *fid,
2139                                  const struct cl_object_conf *c);
2140
2141 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2142 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2143 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2144 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2145 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2146 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2147 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2148                         struct cl_attr *attr);
2149 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2150                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2151 void cl_object_dirty_for_sync(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2152 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2153                            struct ost_lvb *lvb);
2154 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2155                            const struct cl_object_conf *conf);
2156 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2157 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2158 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2159                         struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
2160 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2161                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2162                      size_t *buflen);
2163 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2164                          struct cl_layout *cl);
2165 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2166 int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2167                     struct ldlm_lock *lock);
2168 int cl_object_inode_ops(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2169                         enum coo_inode_opc opc, void *data);
2170
2171
2172 /**
2173  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2174  */
2175 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2176 {
2177         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2178 }
2179
2180 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2181 {
2182         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2183         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += round_up(size, 8);
2184         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2185 }
2186
2187 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2188                                          struct cl_page *page)
2189 {
2190         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2191 }
2192
2193 /**
2194  * Return refcount of cl_object.
2195  */
2196 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2197 {
2198         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2199         return atomic_read(&header->loh_ref);
2200 }
2201
2202 /** @} cl_object */
2203
2204 /** \defgroup cl_page cl_page
2205  * @{ */
2206 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2207                                      struct cl_object *obj,
2208                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2209                                      enum cl_page_type type);
2210 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2211                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2212                                      struct page *vmpage,
2213                                      enum cl_page_type type);
2214 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2215 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2216                                      struct cl_page *page);
2217 void            cl_pagevec_put      (const struct lu_env *env,
2218                                      struct cl_page *page,
2219                                      struct pagevec *pvec);
2220 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2221                                      lu_printer_t printer,
2222                                      const struct cl_page *pg);
2223 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2224                                      lu_printer_t printer,
2225                                      const struct cl_page *pg);
2226 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2227
2228 /**
2229  * \name ownership
2230  *
2231  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2232  */
2233 /** @{ */
2234
2235 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2236                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2237 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2238                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2239 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2240                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2241 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2242                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2243 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2244                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2245 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2246
2247 /** @} ownership */
2248
2249 /**
2250  * \name transfer
2251  *
2252  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2253  * tracking transfer state.
2254  */
2255 /** @{ */
2256 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2257                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2258 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2259                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2260 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2261                          enum cl_req_type crt);
2262 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2263                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2264 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2265                          int from, int to);
2266 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2267                          struct cl_page *pg);
2268
2269 /** @} transfer */
2270
2271
2272 /**
2273  * \name helper routines
2274  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2275  */
2276 /** @{ */
2277 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2278                         struct cl_page *pg);
2279 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2280 void    cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
2281                       size_t to);
2282
2283 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2284                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2285 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2286                          lu_printer_t printer,
2287                          const struct cl_lock_descr *descr);
2288 /* @} helper */
2289
2290 /**
2291  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2292  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2293  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2294  * layer for recovery purposes.
2295  */
2296 struct cl_client_cache {
2297         /**
2298          * # of client cache refcount
2299          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2300          */
2301         refcount_t              ccc_users;
2302         /**
2303          * # of threads are doing shrinking
2304          */
2305         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2306         /**
2307          * # of LRU entries available
2308          */
2309         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2310         /**
2311          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2312          */
2313         struct list_head        ccc_lru;
2314         /**
2315          * Max # of LRU entries
2316          */
2317         unsigned long           ccc_lru_max;
2318         /**
2319          * Lock to protect ccc_lru list
2320          */
2321         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2322         /**
2323          * Set if unstable check is enabled
2324          */
2325         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2326         /**
2327          * # of unstable pages for this mount point
2328          */
2329         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2330         /**
2331          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2332          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2333          */
2334         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2335         /**
2336          * Serialize max_cache_mb write operation
2337          */
2338         struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
2339 };
2340 /**
2341  * cl_cache functions
2342  */
2343 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2344 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2345 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2346
2347 /** @} cl_page */
2348
2349 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2350  * @{ */
2351 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2352                     struct cl_lock *lock);
2353 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2354                  const struct cl_io *io);
2355 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2356 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2357                                        const struct lu_device_type *dtype);
2358 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2359
2360 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2361                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2362 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2363
2364 /** @} cl_lock */
2365
2366 /** \defgroup cl_io cl_io
2367  * @{ */
2368
2369 int   cl_io_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2370                  enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2371 int   cl_io_sub_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2372                      enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2373 int   cl_io_rw_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2374                     enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t bytes);
2375 int   cl_io_loop(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2376
2377 void  cl_io_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2378 int   cl_io_iter_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2379 void  cl_io_iter_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2380 int   cl_io_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2381 void  cl_io_unlock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2382 int   cl_io_start(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2383 void  cl_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2384 int   cl_io_lock_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2385                      struct cl_io_lock_link *link);
2386 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2387                            struct cl_lock_descr *descr);
2388 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2389                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2390 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2391                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2392                           long timeout);
2393 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2394                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2395                           cl_commit_cbt cb);
2396 void  cl_io_extent_release (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2397 int cl_io_lru_reserve(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2398                       loff_t pos, size_t bytes);
2399 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2400                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2401 void  cl_io_rw_advance(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2402                        size_t bytes);
2403
2404 /**
2405  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2406  */
2407 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2408 {
2409         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2410 }
2411
2412 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2413 {
2414         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2415 }
2416
2417 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2418 {
2419         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2420 }
2421
2422 /**
2423  * True, iff \a io is a truncate(2).
2424  */
2425 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2426 {
2427         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2428                 (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
2429                 (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
2430 }
2431
2432 static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
2433 {
2434         return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
2435                (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
2436 }
2437
2438 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2439
2440 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(obj, base) memset_startat(obj, 0, base)
2441
2442 /** @} cl_io */
2443
2444 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2445  * @{ */
2446
2447 /**
2448  * Last page in the page list.
2449  */
2450 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2451 {
2452         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2453         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2454 }
2455
2456 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2457 {
2458         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2459         return list_first_entry(&plist->pl_pages, struct cl_page, cp_batch);
2460 }
2461
2462 /**
2463  * Iterate over pages in a page list.
2464  */
2465 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2466         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2467
2468 /**
2469  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2470  */
2471 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2472         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2473
2474 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
2475 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page,
2476                       bool get_ref);
2477 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2478                        struct cl_page *page);
2479 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2480                             struct cl_page *page);
2481 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list,
2482                          struct cl_page_list *head);
2483 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env,
2484                       struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2485 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
2486                          struct cl_page_list *plist);
2487 void cl_page_list_assume(const struct lu_env *env,
2488                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2489 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2490                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2491 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2492
2493 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
2494 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2495 void cl_2queue_assume(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2496                       struct cl_2queue *queue);
2497 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2498                        struct cl_2queue *queue);
2499 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2500 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2501
2502 /** @} cl_page_list */
2503
2504 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2505                      struct cl_req_attr *attr);
2506
2507 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2508  * @{ */
2509
2510 struct cl_sync_io;
2511 struct cl_dio_aio;
2512 struct cl_sub_dio;
2513
2514 typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
2515
2516 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr, void *dio_aio,
2517                             cl_sync_io_end_t *end);
2518
2519 int cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2520                     long timeout);
2521 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2522                      int ioret);
2523 int cl_sync_io_wait_recycle(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2524                             long timeout, int ioret);
2525 struct cl_dio_aio *cl_dio_aio_alloc(struct kiocb *iocb, struct cl_object *obj,
2526                                     bool is_aio);
2527 struct cl_sub_dio *cl_sub_dio_alloc(struct cl_dio_aio *ll_aio,
2528                                     struct iov_iter *iter, bool write,
2529                                     bool sync);
2530 void cl_dio_aio_free(const struct lu_env *env, struct cl_dio_aio *aio);
2531 void cl_sub_dio_free(struct cl_sub_dio *sdio);
2532 static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
2533 {
2534         cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
2535 }
2536
2537 /**
2538  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2539  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2540  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2541  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2542  */
2543 struct cl_sync_io {
2544         /** number of pages yet to be transferred. */
2545         atomic_t                csi_sync_nr;
2546         /** has this i/o completed? */
2547         atomic_t                csi_complete;
2548         /** error code. */
2549         int                     csi_sync_rc;
2550         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2551         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2552         /** callback to invoke when this IO is finished */
2553         cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
2554         /* private pointer for an associated DIO/AIO */
2555         void                   *csi_dio_aio;
2556 };
2557
2558 /** direct IO pages */
2559 struct ll_dio_pages {
2560         /*
2561          * page array to be written. we don't support
2562          * partial pages except the last one.
2563          */
2564         struct page             **ldp_pages;
2565         /** # of pages in the array. */
2566         size_t                  ldp_count;
2567         /* the file offset of the first page. */
2568         loff_t                  ldp_file_offset;
2569 };
2570
2571 /* Top level struct used for AIO and DIO */
2572 struct cl_dio_aio {
2573         struct cl_sync_io       cda_sync;
2574         struct cl_object        *cda_obj;
2575         struct kiocb            *cda_iocb;
2576         ssize_t                 cda_bytes;
2577         struct mm_struct        *cda_mm;
2578         unsigned                cda_no_aio_complete:1,
2579                                 cda_creator_free:1;
2580 };
2581
2582 /* Sub-dio used for splitting DIO (and AIO, because AIO is DIO) according to
2583  * the layout/striping, so we can do parallel submit of DIO RPCs
2584  */
2585 struct cl_sub_dio {
2586         struct cl_sync_io       csd_sync;
2587         struct cl_page_list     csd_pages;
2588         ssize_t                 csd_bytes;
2589         struct cl_dio_aio       *csd_ll_aio;
2590         struct ll_dio_pages     csd_dio_pages;
2591         struct iov_iter         csd_iter;
2592         unsigned                csd_creator_free:1,
2593                                 csd_write:1;
2594 };
2595 #if defined(HAVE_DIRECTIO_ITER) || defined(HAVE_IOV_ITER_RW) || \
2596         defined(HAVE_DIRECTIO_2ARGS)
2597 #define HAVE_DIO_ITER 1
2598 #endif
2599
2600 void ll_release_user_pages(struct page **pages, int npages);
2601
2602 #ifndef HAVE_KTHREAD_USE_MM
2603 #define kthread_use_mm(mm) use_mm(mm)
2604 #define kthread_unuse_mm(mm) unuse_mm(mm)
2605 #endif
2606
2607 /** @} cl_sync_io */
2608
2609 /** \defgroup cl_env cl_env
2610  *
2611  * lu_env handling for a client.
2612  *
2613  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2614  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2615  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2616  * where
2617  *
2618  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2619  *
2620  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2621  *
2622  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2623  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2624  * into VFS or MM that call back into lustre.
2625  *
2626  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2627  * optimizations:
2628  *
2629  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2630  *     longer used environments instead of destroying them;
2631  *
2632  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2633  * @{ */
2634
2635 struct lu_env *cl_env_get(__u16 *refcheck);
2636 struct lu_env *cl_env_alloc(__u16 *refcheck, __u32 tags);
2637 void cl_env_put(struct lu_env *env, __u16 *refcheck);
2638 unsigned cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2639 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2640 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2641
2642 /** @} cl_env */
2643
2644 /*
2645  * Misc
2646  */
2647 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2648 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2649
2650 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2651                                 struct lu_device_type *ldt,
2652                                 struct lu_device *next);
2653 /** @} clio */
2654
2655 int cl_global_init(void);
2656 void cl_global_fini(void);
2657
2658 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */