Whamcloud - gitweb
LU-9611 lod: allow -1 for default stripe count/offset
[fs/lustre-release.git] / lustre / include / lu_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) 2007, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
24  * Use is subject to license terms.
25  *
26  * Copyright (c) 2011, 2016, Intel Corporation.
27  */
28 /*
29  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
30  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
31  */
32
33 #ifndef __LUSTRE_LU_OBJECT_H
34 #define __LUSTRE_LU_OBJECT_H
35
36 #include <stdarg.h>
37 #include <libcfs/libcfs.h>
38 #include <lustre/lustre_idl.h>
39 #include <lu_ref.h>
40 #include <linux/percpu_counter.h>
41
42 struct seq_file;
43 struct proc_dir_entry;
44 struct lustre_cfg;
45 struct lprocfs_stats;
46
47 /** \defgroup lu lu
48  * lu_* data-types represent server-side entities shared by data and meta-data
49  * stacks.
50  *
51  * Design goals:
52  *
53  * -# support for layering.
54  *
55  *     Server side object is split into layers, one per device in the
56  *     corresponding device stack. Individual layer is represented by struct
57  *     lu_object. Compound layered object --- by struct lu_object_header. Most
58  *     interface functions take lu_object as an argument and operate on the
59  *     whole compound object. This decision was made due to the following
60  *     reasons:
61  *
62  *        - it's envisaged that lu_object will be used much more often than
63  *        lu_object_header;
64  *
65  *        - we want lower (non-top) layers to be able to initiate operations
66  *        on the whole object.
67  *
68  *     Generic code supports layering more complex than simple stacking, e.g.,
69  *     it is possible that at some layer object "spawns" multiple sub-objects
70  *     on the lower layer.
71  *
72  * -# fid-based identification.
73  *
74  *     Compound object is uniquely identified by its fid. Objects are indexed
75  *     by their fids (hash table is used for index).
76  *
77  * -# caching and life-cycle management.
78  *
79  *     Object's life-time is controlled by reference counting. When reference
80  *     count drops to 0, object is returned to cache. Cached objects still
81  *     retain their identity (i.e., fid), and can be recovered from cache.
82  *
83  *     Objects are kept in the global LRU list, and lu_site_purge() function
84  *     can be used to reclaim given number of unused objects from the tail of
85  *     the LRU.
86  *
87  * -# avoiding recursion.
88  *
89  *     Generic code tries to replace recursion through layers by iterations
90  *     where possible. Additionally to the end of reducing stack consumption,
91  *     data, when practically possible, are allocated through lu_context_key
92  *     interface rather than on stack.
93  * @{
94  */
95
96 struct lu_site;
97 struct lu_object;
98 struct lu_device;
99 struct lu_object_header;
100 struct lu_context;
101 struct lu_env;
102
103 /**
104  * Operations common for data and meta-data devices.
105  */
106 struct lu_device_operations {
107         /**
108          * Allocate object for the given device (without lower-layer
109          * parts). This is called by lu_object_operations::loo_object_init()
110          * from the parent layer, and should setup at least lu_object::lo_dev
111          * and lu_object::lo_ops fields of resulting lu_object.
112          *
113          * Object creation protocol.
114          *
115          * Due to design goal of avoiding recursion, object creation (see
116          * lu_object_alloc()) is somewhat involved:
117          *
118          *  - first, lu_device_operations::ldo_object_alloc() method of the
119          *  top-level device in the stack is called. It should allocate top
120          *  level object (including lu_object_header), but without any
121          *  lower-layer sub-object(s).
122          *
123          *  - then lu_object_alloc() sets fid in the header of newly created
124          *  object.
125          *
126          *  - then lu_object_operations::loo_object_init() is called. It has
127          *  to allocate lower-layer object(s). To do this,
128          *  lu_object_operations::loo_object_init() calls ldo_object_alloc()
129          *  of the lower-layer device(s).
130          *
131          *  - for all new objects allocated by
132          *  lu_object_operations::loo_object_init() (and inserted into object
133          *  stack), lu_object_operations::loo_object_init() is called again
134          *  repeatedly, until no new objects are created.
135          *
136          * \post ergo(!IS_ERR(result), result->lo_dev == d &&
137          *                             result->lo_ops != NULL);
138          */
139         struct lu_object *(*ldo_object_alloc)(const struct lu_env *env,
140                                               const struct lu_object_header *h,
141                                               struct lu_device *d);
142         /**
143          * process config specific for device.
144          */
145         int (*ldo_process_config)(const struct lu_env *env,
146                                   struct lu_device *, struct lustre_cfg *);
147         int (*ldo_recovery_complete)(const struct lu_env *,
148                                      struct lu_device *);
149
150         /**
151          * initialize local objects for device. this method called after layer has
152          * been initialized (after LCFG_SETUP stage) and before it starts serving
153          * user requests.
154          */
155
156         int (*ldo_prepare)(const struct lu_env *,
157                            struct lu_device *parent,
158                            struct lu_device *dev);
159
160 };
161
162 /**
163  * For lu_object_conf flags
164  */
165 typedef enum {
166         /* This is a new object to be allocated, or the file
167          * corresponding to the object does not exists. */
168         LOC_F_NEW       = 0x00000001,
169
170         /* When find a dying object, just return -EAGAIN at once instead of
171          * blocking the thread. */
172         LOC_F_NOWAIT    = 0x00000002,
173 } loc_flags_t;
174
175 /**
176  * Object configuration, describing particulars of object being created. On
177  * server this is not used, as server objects are full identified by fid. On
178  * client configuration contains struct lustre_md.
179  */
180 struct lu_object_conf {
181         /**
182          * Some hints for obj find and alloc.
183          */
184         loc_flags_t     loc_flags;
185 };
186
187 /**
188  * Type of "printer" function used by lu_object_operations::loo_object_print()
189  * method.
190  *
191  * Printer function is needed to provide some flexibility in (semi-)debugging
192  * output: possible implementations: printk, CDEBUG, sysfs/seq_file
193  */
194 typedef int (*lu_printer_t)(const struct lu_env *env,
195                             void *cookie, const char *format, ...)
196         __attribute__ ((format (printf, 3, 4)));
197
198 /**
199  * Operations specific for particular lu_object.
200  */
201 struct lu_object_operations {
202
203         /**
204          * Allocate lower-layer parts of the object by calling
205          * lu_device_operations::ldo_object_alloc() of the corresponding
206          * underlying device.
207          *
208          * This method is called once for each object inserted into object
209          * stack. It's responsibility of this method to insert lower-layer
210          * object(s) it create into appropriate places of object stack.
211          */
212         int (*loo_object_init)(const struct lu_env *env,
213                                struct lu_object *o,
214                                const struct lu_object_conf *conf);
215         /**
216          * Called (in top-to-bottom order) during object allocation after all
217          * layers were allocated and initialized. Can be used to perform
218          * initialization depending on lower layers.
219          */
220         int (*loo_object_start)(const struct lu_env *env,
221                                 struct lu_object *o);
222         /**
223          * Called before lu_object_operations::loo_object_free() to signal
224          * that object is being destroyed. Dual to
225          * lu_object_operations::loo_object_init().
226          */
227         void (*loo_object_delete)(const struct lu_env *env,
228                                   struct lu_object *o);
229         /**
230          * Dual to lu_device_operations::ldo_object_alloc(). Called when
231          * object is removed from memory.
232          */
233         void (*loo_object_free)(const struct lu_env *env,
234                                 struct lu_object *o);
235         /**
236          * Called when last active reference to the object is released (and
237          * object returns to the cache). This method is optional.
238          */
239         void (*loo_object_release)(const struct lu_env *env,
240                                    struct lu_object *o);
241         /**
242          * Optional debugging helper. Print given object.
243          */
244         int (*loo_object_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
245                                 lu_printer_t p, const struct lu_object *o);
246         /**
247          * Optional debugging method. Returns true iff method is internally
248          * consistent.
249          */
250         int (*loo_object_invariant)(const struct lu_object *o);
251 };
252
253 /**
254  * Type of lu_device.
255  */
256 struct lu_device_type;
257
258 /**
259  * Device: a layer in the server side abstraction stacking.
260  */
261 struct lu_device {
262         /**
263          * reference count. This is incremented, in particular, on each object
264          * created at this layer.
265          *
266          * \todo XXX which means that atomic_t is probably too small.
267          */
268         atomic_t                           ld_ref;
269         /**
270          * Pointer to device type. Never modified once set.
271          */
272         struct lu_device_type             *ld_type;
273         /**
274          * Operation vector for this device.
275          */
276         const struct lu_device_operations *ld_ops;
277         /**
278          * Stack this device belongs to.
279          */
280         struct lu_site                    *ld_site;
281         struct proc_dir_entry             *ld_proc_entry;
282
283         /** \todo XXX: temporary back pointer into obd. */
284         struct obd_device                 *ld_obd;
285         /**
286          * A list of references to this object, for debugging.
287          */
288         struct lu_ref                      ld_reference;
289         /**
290          * Link the device to the site.
291          **/
292         struct list_head                   ld_linkage;
293 };
294
295 struct lu_device_type_operations;
296
297 /**
298  * Tag bits for device type. They are used to distinguish certain groups of
299  * device types.
300  */
301 enum lu_device_tag {
302         /** this is meta-data device */
303         LU_DEVICE_MD = (1 << 0),
304         /** this is data device */
305         LU_DEVICE_DT = (1 << 1),
306         /** data device in the client stack */
307         LU_DEVICE_CL = (1 << 2)
308 };
309
310 /**
311  * Type of device.
312  */
313 struct lu_device_type {
314         /**
315          * Tag bits. Taken from enum lu_device_tag. Never modified once set.
316          */
317         __u32                                   ldt_tags;
318         /**
319          * Name of this class. Unique system-wide. Never modified once set.
320          */
321         char                                   *ldt_name;
322         /**
323          * Operations for this type.
324          */
325         const struct lu_device_type_operations *ldt_ops;
326         /**
327          * \todo XXX: temporary pointer to associated obd_type.
328          */
329         struct obd_type                        *ldt_obd_type;
330         /**
331          * \todo XXX: temporary: context tags used by obd_*() calls.
332          */
333         __u32                                   ldt_ctx_tags;
334         /**
335          * Number of existing device type instances.
336          */
337         atomic_t                                ldt_device_nr;
338 };
339
340 /**
341  * Operations on a device type.
342  */
343 struct lu_device_type_operations {
344         /**
345          * Allocate new device.
346          */
347         struct lu_device *(*ldto_device_alloc)(const struct lu_env *env,
348                                                struct lu_device_type *t,
349                                                struct lustre_cfg *lcfg);
350         /**
351          * Free device. Dual to
352          * lu_device_type_operations::ldto_device_alloc(). Returns pointer to
353          * the next device in the stack.
354          */
355         struct lu_device *(*ldto_device_free)(const struct lu_env *,
356                                               struct lu_device *);
357
358         /**
359          * Initialize the devices after allocation
360          */
361         int  (*ldto_device_init)(const struct lu_env *env,
362                                  struct lu_device *, const char *,
363                                  struct lu_device *);
364         /**
365          * Finalize device. Dual to
366          * lu_device_type_operations::ldto_device_init(). Returns pointer to
367          * the next device in the stack.
368          */
369         struct lu_device *(*ldto_device_fini)(const struct lu_env *env,
370                                               struct lu_device *);
371         /**
372          * Initialize device type. This is called on module load.
373          */
374         int  (*ldto_init)(struct lu_device_type *t);
375         /**
376          * Finalize device type. Dual to
377          * lu_device_type_operations::ldto_init(). Called on module unload.
378          */
379         void (*ldto_fini)(struct lu_device_type *t);
380         /**
381          * Called when the first device is created.
382          */
383         void (*ldto_start)(struct lu_device_type *t);
384         /**
385          * Called when number of devices drops to 0.
386          */
387         void (*ldto_stop)(struct lu_device_type *t);
388 };
389
390 static inline int lu_device_is_md(const struct lu_device *d)
391 {
392         return ergo(d != NULL, d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_MD);
393 }
394
395 /**
396  * Common object attributes.
397  */
398 struct lu_attr {
399         /**
400          * valid bits
401          *
402          * \see enum la_valid
403          */
404         __u64          la_valid;
405         /** size in bytes */
406         __u64          la_size;
407         /** modification time in seconds since Epoch */
408         s64             la_mtime;
409         /** access time in seconds since Epoch */
410         s64             la_atime;
411         /** change time in seconds since Epoch */
412         s64             la_ctime;
413         /** 512-byte blocks allocated to object */
414         __u64          la_blocks;
415         /** permission bits and file type */
416         __u32          la_mode;
417         /** owner id */
418         __u32          la_uid;
419         /** group id */
420         __u32          la_gid;
421         /** object flags */
422         __u32          la_flags;
423         /** number of persistent references to this object */
424         __u32          la_nlink;
425         /** blk bits of the object*/
426         __u32          la_blkbits;
427         /** blk size of the object*/
428         __u32          la_blksize;
429         /** real device */
430         __u32          la_rdev;
431         /** project id */
432         __u32          la_projid;
433 };
434
435 /** Bit-mask of valid attributes */
436 enum la_valid {
437         LA_ATIME = 1 << 0,
438         LA_MTIME = 1 << 1,
439         LA_CTIME = 1 << 2,
440         LA_SIZE  = 1 << 3,
441         LA_MODE  = 1 << 4,
442         LA_UID   = 1 << 5,
443         LA_GID   = 1 << 6,
444         LA_BLOCKS = 1 << 7,
445         LA_TYPE   = 1 << 8,
446         LA_FLAGS  = 1 << 9,
447         LA_NLINK  = 1 << 10,
448         LA_RDEV   = 1 << 11,
449         LA_BLKSIZE = 1 << 12,
450         LA_KILL_SUID = 1 << 13,
451         LA_KILL_SGID = 1 << 14,
452         LA_PROJID    = 1 << 15,
453 };
454
455 /**
456  * Layer in the layered object.
457  */
458 struct lu_object {
459         /**
460          * Header for this object.
461          */
462         struct lu_object_header           *lo_header;
463         /**
464          * Device for this layer.
465          */
466         struct lu_device                  *lo_dev;
467         /**
468          * Operations for this object.
469          */
470         const struct lu_object_operations *lo_ops;
471         /**
472          * Linkage into list of all layers.
473          */
474         struct list_head                   lo_linkage;
475         /**
476          * Link to the device, for debugging.
477          */
478         struct lu_ref_link                 lo_dev_ref;
479 };
480
481 enum lu_object_header_flags {
482         /**
483          * Don't keep this object in cache. Object will be destroyed as soon
484          * as last reference to it is released. This flag cannot be cleared
485          * once set.
486          */
487         LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE = 0,
488         /**
489          * Mark this object has already been taken out of cache.
490          */
491         LU_OBJECT_UNHASHED = 1,
492 };
493
494 enum lu_object_header_attr {
495         LOHA_EXISTS   = 1 << 0,
496         LOHA_REMOTE   = 1 << 1,
497         /**
498          * UNIX file type is stored in S_IFMT bits.
499          */
500         LOHA_FT_START = 001 << 12, /**< S_IFIFO */
501         LOHA_FT_END   = 017 << 12, /**< S_IFMT */
502 };
503
504 /**
505  * "Compound" object, consisting of multiple layers.
506  *
507  * Compound object with given fid is unique with given lu_site.
508  *
509  * Note, that object does *not* necessary correspond to the real object in the
510  * persistent storage: object is an anchor for locking and method calling, so
511  * it is created for things like not-yet-existing child created by mkdir or
512  * create calls. lu_object_operations::loo_exists() can be used to check
513  * whether object is backed by persistent storage entity.
514  */
515 struct lu_object_header {
516         /**
517          * Fid, uniquely identifying this object.
518          */
519         struct lu_fid           loh_fid;
520         /**
521          * Object flags from enum lu_object_header_flags. Set and checked
522          * atomically.
523          */
524         unsigned long           loh_flags;
525         /**
526          * Object reference count. Protected by lu_site::ls_guard.
527          */
528         atomic_t                loh_ref;
529         /**
530          * Common object attributes, cached for efficiency. From enum
531          * lu_object_header_attr.
532          */
533         __u32                   loh_attr;
534         /**
535          * Linkage into per-site hash table. Protected by lu_site::ls_guard.
536          */
537         struct hlist_node       loh_hash;
538         /**
539          * Linkage into per-site LRU list. Protected by lu_site::ls_guard.
540          */
541         struct list_head        loh_lru;
542         /**
543          * Linkage into list of layers. Never modified once set (except lately
544          * during object destruction). No locking is necessary.
545          */
546         struct list_head        loh_layers;
547         /**
548          * A list of references to this object, for debugging.
549          */
550         struct lu_ref           loh_reference;
551 };
552
553 struct fld;
554
555 struct lu_site_bkt_data {
556         /**
557          * number of object in this bucket on the lsb_lru list.
558          */
559         long                    lsb_lru_len;
560         /**
561          * LRU list, updated on each access to object. Protected by
562          * bucket lock of lu_site::ls_obj_hash.
563          *
564          * "Cold" end of LRU is lu_site::ls_lru.next. Accessed object are
565          * moved to the lu_site::ls_lru.prev (this is due to the non-existence
566          * of list_for_each_entry_safe_reverse()).
567          */
568         struct list_head        lsb_lru;
569         /**
570          * Wait-queue signaled when an object in this site is ultimately
571          * destroyed (lu_object_free()). It is used by lu_object_find() to
572          * wait before re-trying when object in the process of destruction is
573          * found in the hash table.
574          *
575          * \see htable_lookup().
576          */
577         wait_queue_head_t       lsb_marche_funebre;
578 };
579
580 enum {
581         LU_SS_CREATED           = 0,
582         LU_SS_CACHE_HIT,
583         LU_SS_CACHE_MISS,
584         LU_SS_CACHE_RACE,
585         LU_SS_CACHE_DEATH_RACE,
586         LU_SS_LRU_PURGED,
587         LU_SS_LAST_STAT
588 };
589
590 /**
591  * lu_site is a "compartment" within which objects are unique, and LRU
592  * discipline is maintained.
593  *
594  * lu_site exists so that multiple layered stacks can co-exist in the same
595  * address space.
596  *
597  * lu_site has the same relation to lu_device as lu_object_header to
598  * lu_object.
599  */
600 struct lu_site {
601         /**
602          * objects hash table
603          */
604         struct cfs_hash         *ls_obj_hash;
605         /**
606          * index of bucket on hash table while purging
607          */
608         unsigned int            ls_purge_start;
609         /**
610          * Top-level device for this stack.
611          */
612         struct lu_device        *ls_top_dev;
613         /**
614          * Bottom-level device for this stack
615          */
616         struct lu_device        *ls_bottom_dev;
617         /**
618          * Linkage into global list of sites.
619          */
620         struct list_head        ls_linkage;
621         /**
622          * List for lu device for this site, protected
623          * by ls_ld_lock.
624          **/
625         struct list_head        ls_ld_linkage;
626         spinlock_t              ls_ld_lock;
627         /**
628          * Lock to serialize site purge.
629          */
630         struct mutex            ls_purge_mutex;
631         /**
632          * lu_site stats
633          */
634         struct lprocfs_stats    *ls_stats;
635         /**
636          * XXX: a hack! fld has to find md_site via site, remove when possible
637          */
638         struct seq_server_site  *ld_seq_site;
639         /**
640          * Pointer to the lu_target for this site.
641          */
642         struct lu_target        *ls_tgt;
643
644         /**
645          * Number of objects in lsb_lru_lists - used for shrinking
646          */
647         struct percpu_counter   ls_lru_len_counter;
648 };
649
650 static inline struct lu_site_bkt_data *
651 lu_site_bkt_from_fid(struct lu_site *site, struct lu_fid *fid)
652 {
653         struct cfs_hash_bd bd;
654
655         cfs_hash_bd_get(site->ls_obj_hash, fid, &bd);
656         return cfs_hash_bd_extra_get(site->ls_obj_hash, &bd);
657 }
658
659 static inline struct seq_server_site *lu_site2seq(const struct lu_site *s)
660 {
661         return s->ld_seq_site;
662 }
663
664 /** \name ctors
665  * Constructors/destructors.
666  * @{
667  */
668
669 int  lu_site_init         (struct lu_site *s, struct lu_device *d);
670 void lu_site_fini         (struct lu_site *s);
671 int  lu_site_init_finish  (struct lu_site *s);
672 void lu_stack_fini        (const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
673 void lu_device_get        (struct lu_device *d);
674 void lu_device_put        (struct lu_device *d);
675 int  lu_device_init       (struct lu_device *d, struct lu_device_type *t);
676 void lu_device_fini       (struct lu_device *d);
677 int  lu_object_header_init(struct lu_object_header *h);
678 void lu_object_header_fini(struct lu_object_header *h);
679 int  lu_object_init       (struct lu_object *o,
680                            struct lu_object_header *h, struct lu_device *d);
681 void lu_object_fini       (struct lu_object *o);
682 void lu_object_add_top    (struct lu_object_header *h, struct lu_object *o);
683 void lu_object_add        (struct lu_object *before, struct lu_object *o);
684
685 void lu_dev_add_linkage(struct lu_site *s, struct lu_device *d);
686 void lu_dev_del_linkage(struct lu_site *s, struct lu_device *d);
687
688 /**
689  * Helpers to initialize and finalize device types.
690  */
691
692 int  lu_device_type_init(struct lu_device_type *ldt);
693 void lu_device_type_fini(struct lu_device_type *ldt);
694
695 /** @} ctors */
696
697 /** \name caching
698  * Caching and reference counting.
699  * @{
700  */
701
702 /**
703  * Acquire additional reference to the given object. This function is used to
704  * attain additional reference. To acquire initial reference use
705  * lu_object_find().
706  */
707 static inline void lu_object_get(struct lu_object *o)
708 {
709         LASSERT(atomic_read(&o->lo_header->loh_ref) > 0);
710         atomic_inc(&o->lo_header->loh_ref);
711 }
712
713 /**
714  * Return true of object will not be cached after last reference to it is
715  * released.
716  */
717 static inline int lu_object_is_dying(const struct lu_object_header *h)
718 {
719         return test_bit(LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE, &h->loh_flags);
720 }
721
722 void lu_object_put(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
723 void lu_object_put_nocache(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
724 void lu_object_unhash(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
725 int lu_site_purge_objects(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, int nr,
726                           int canblock);
727
728 static inline int lu_site_purge(const struct lu_env *env, struct lu_site *s,
729                                 int nr)
730 {
731         return lu_site_purge_objects(env, s, nr, 1);
732 }
733
734 void lu_site_print(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, void *cookie,
735                    lu_printer_t printer);
736 struct lu_object *lu_object_find(const struct lu_env *env,
737                                  struct lu_device *dev, const struct lu_fid *f,
738                                  const struct lu_object_conf *conf);
739 struct lu_object *lu_object_find_at(const struct lu_env *env,
740                                     struct lu_device *dev,
741                                     const struct lu_fid *f,
742                                     const struct lu_object_conf *conf);
743 struct lu_object *lu_object_find_slice(const struct lu_env *env,
744                                        struct lu_device *dev,
745                                        const struct lu_fid *f,
746                                        const struct lu_object_conf *conf);
747 /** @} caching */
748
749 /** \name helpers
750  * Helpers.
751  * @{
752  */
753
754 /**
755  * First (topmost) sub-object of given compound object
756  */
757 static inline struct lu_object *lu_object_top(struct lu_object_header *h)
758 {
759         LASSERT(!list_empty(&h->loh_layers));
760         return container_of0(h->loh_layers.next, struct lu_object, lo_linkage);
761 }
762
763 /**
764  * Next sub-object in the layering
765  */
766 static inline struct lu_object *lu_object_next(const struct lu_object *o)
767 {
768         return container_of0(o->lo_linkage.next, struct lu_object, lo_linkage);
769 }
770
771 /**
772  * Pointer to the fid of this object.
773  */
774 static inline const struct lu_fid *lu_object_fid(const struct lu_object *o)
775 {
776         return &o->lo_header->loh_fid;
777 }
778
779 /**
780  * return device operations vector for this object
781  */
782 static const inline struct lu_device_operations *
783 lu_object_ops(const struct lu_object *o)
784 {
785         return o->lo_dev->ld_ops;
786 }
787
788 /**
789  * Given a compound object, find its slice, corresponding to the device type
790  * \a dtype.
791  */
792 struct lu_object *lu_object_locate(struct lu_object_header *h,
793                                    const struct lu_device_type *dtype);
794
795 /**
796  * Printer function emitting messages through libcfs_debug_msg().
797  */
798 int lu_cdebug_printer(const struct lu_env *env,
799                       void *cookie, const char *format, ...);
800
801 /**
802  * Print object description followed by a user-supplied message.
803  */
804 #define LU_OBJECT_DEBUG(mask, env, object, format, ...)                   \
805 do {                                                                      \
806         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                     \
807                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);          \
808                 lu_object_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, object);\
809                 CDEBUG(mask, format "\n", ## __VA_ARGS__);                \
810         }                                                                 \
811 } while (0)
812
813 /**
814  * Print short object description followed by a user-supplied message.
815  */
816 #define LU_OBJECT_HEADER(mask, env, object, format, ...)                \
817 do {                                                                    \
818         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
819                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
820                 lu_object_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer,\
821                                        (object)->lo_header);            \
822                 lu_cdebug_printer(env, &msgdata, "\n");                 \
823                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
824         }                                                               \
825 } while (0)
826
827 void lu_object_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
828                             lu_printer_t printer, const struct lu_object *o);
829 void lu_object_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
830                             lu_printer_t printer,
831                             const struct lu_object_header *hdr);
832
833 /**
834  * Check object consistency.
835  */
836 int lu_object_invariant(const struct lu_object *o);
837
838
839 /**
840  * Check whether object exists, no matter on local or remote storage.
841  * Note: LOHA_EXISTS will be set once some one created the object,
842  * and it does not needs to be committed to storage.
843  */
844 #define lu_object_exists(o) ((o)->lo_header->loh_attr & LOHA_EXISTS)
845
846 /**
847  * Check whether object on the remote storage.
848  */
849 #define lu_object_remote(o) unlikely((o)->lo_header->loh_attr & LOHA_REMOTE)
850
851 static inline int lu_object_assert_exists(const struct lu_object *o)
852 {
853         return lu_object_exists(o);
854 }
855
856 static inline int lu_object_assert_not_exists(const struct lu_object *o)
857 {
858         return !lu_object_exists(o);
859 }
860
861 /**
862  * Attr of this object.
863  */
864 static inline __u32 lu_object_attr(const struct lu_object *o)
865 {
866         LASSERT(lu_object_exists(o) != 0);
867         return o->lo_header->loh_attr;
868 }
869
870 static inline void lu_object_ref_add(struct lu_object *o,
871                                      const char *scope,
872                                      const void *source)
873 {
874         lu_ref_add(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
875 }
876
877 static inline void lu_object_ref_add_at(struct lu_object *o,
878                                         struct lu_ref_link *link,
879                                         const char *scope,
880                                         const void *source)
881 {
882         lu_ref_add_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
883 }
884
885 static inline void lu_object_ref_del(struct lu_object *o,
886                                      const char *scope, const void *source)
887 {
888         lu_ref_del(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
889 }
890
891 static inline void lu_object_ref_del_at(struct lu_object *o,
892                                         struct lu_ref_link *link,
893                                         const char *scope, const void *source)
894 {
895         lu_ref_del_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
896 }
897
898 /** input params, should be filled out by mdt */
899 struct lu_rdpg {
900         /** hash */
901         __u64                   rp_hash;
902         /** count in bytes */
903         unsigned int            rp_count;
904         /** number of pages */
905         unsigned int            rp_npages;
906         /** requested attr */
907         __u32                   rp_attrs;
908         /** pointers to pages */
909         struct page           **rp_pages;
910 };
911
912 enum lu_xattr_flags {
913         LU_XATTR_REPLACE = (1 << 0),
914         LU_XATTR_CREATE  = (1 << 1)
915 };
916
917 /** @} helpers */
918
919 /** \name lu_context
920  * @{ */
921
922 /** For lu_context health-checks */
923 enum lu_context_state {
924         LCS_INITIALIZED = 1,
925         LCS_ENTERED,
926         LCS_LEFT,
927         LCS_FINALIZED
928 };
929
930 /**
931  * lu_context. Execution context for lu_object methods. Currently associated
932  * with thread.
933  *
934  * All lu_object methods, except device and device type methods (called during
935  * system initialization and shutdown) are executed "within" some
936  * lu_context. This means, that pointer to some "current" lu_context is passed
937  * as an argument to all methods.
938  *
939  * All service ptlrpc threads create lu_context as part of their
940  * initialization. It is possible to create "stand-alone" context for other
941  * execution environments (like system calls).
942  *
943  * lu_object methods mainly use lu_context through lu_context_key interface
944  * that allows each layer to associate arbitrary pieces of data with each
945  * context (see pthread_key_create(3) for similar interface).
946  *
947  * On a client, lu_context is bound to a thread, see cl_env_get().
948  *
949  * \see lu_context_key
950  */
951 struct lu_context {
952         /**
953          * lu_context is used on the client side too. Yet we don't want to
954          * allocate values of server-side keys for the client contexts and
955          * vice versa.
956          *
957          * To achieve this, set of tags in introduced. Contexts and keys are
958          * marked with tags. Key value are created only for context whose set
959          * of tags has non-empty intersection with one for key. Tags are taken
960          * from enum lu_context_tag.
961          */
962         __u32                  lc_tags;
963         enum lu_context_state  lc_state;
964         /**
965          * Pointer to the home service thread. NULL for other execution
966          * contexts.
967          */
968         struct ptlrpc_thread  *lc_thread;
969         /**
970          * Pointer to an array with key values. Internal implementation
971          * detail.
972          */
973         void                  **lc_value;
974         /**
975          * Linkage into a list of all remembered contexts. Only
976          * `non-transient' contexts, i.e., ones created for service threads
977          * are placed here.
978          */
979         struct list_head        lc_remember;
980         /**
981          * Version counter used to skip calls to lu_context_refill() when no
982          * keys were registered.
983          */
984         unsigned                lc_version;
985         /**
986          * Debugging cookie.
987          */
988         unsigned                lc_cookie;
989 };
990
991 /**
992  * lu_context_key interface. Similar to pthread_key.
993  */
994
995 enum lu_context_tag {
996         /**
997          * Thread on md server
998          */
999         LCT_MD_THREAD = 1 << 0,
1000         /**
1001          * Thread on dt server
1002          */
1003         LCT_DT_THREAD = 1 << 1,
1004         /**
1005          * Context for transaction handle
1006          */
1007         LCT_TX_HANDLE = 1 << 2,
1008         /**
1009          * Thread on client
1010          */
1011         LCT_CL_THREAD = 1 << 3,
1012         /**
1013          * A per-request session on a server, and a per-system-call session on
1014          * a client.
1015          */
1016         LCT_SESSION   = 1 << 4,
1017         /**
1018          * A per-request data on OSP device
1019          */
1020         LCT_OSP_THREAD = 1 << 5,
1021         /**
1022          * MGS device thread
1023          */
1024         LCT_MG_THREAD = 1 << 6,
1025         /**
1026          * Context for local operations
1027          */
1028         LCT_LOCAL = 1 << 7,
1029         /**
1030          * session for server thread
1031          **/
1032         LCT_SERVER_SESSION = 1 << 8,
1033         /**
1034          * Set when at least one of keys, having values in this context has
1035          * non-NULL lu_context_key::lct_exit() method. This is used to
1036          * optimize lu_context_exit() call.
1037          */
1038         LCT_HAS_EXIT  = 1 << 28,
1039         /**
1040          * Don't add references for modules creating key values in that context.
1041          * This is only for contexts used internally by lu_object framework.
1042          */
1043         LCT_NOREF     = 1 << 29,
1044         /**
1045          * Key is being prepared for retiring, don't create new values for it.
1046          */
1047         LCT_QUIESCENT = 1 << 30,
1048         /**
1049          * Context should be remembered.
1050          */
1051         LCT_REMEMBER  = 1 << 31,
1052         /**
1053          * Contexts usable in cache shrinker thread.
1054          */
1055         LCT_SHRINKER  = LCT_MD_THREAD|LCT_DT_THREAD|LCT_CL_THREAD|LCT_NOREF
1056 };
1057
1058 /**
1059  * Key. Represents per-context value slot.
1060  *
1061  * Keys are usually registered when module owning the key is initialized, and
1062  * de-registered when module is unloaded. Once key is registered, all new
1063  * contexts with matching tags, will get key value. "Old" contexts, already
1064  * initialized at the time of key registration, can be forced to get key value
1065  * by calling lu_context_refill().
1066  *
1067  * Every key value is counted in lu_context_key::lct_used and acquires a
1068  * reference on an owning module. This means, that all key values have to be
1069  * destroyed before module can be unloaded. This is usually achieved by
1070  * stopping threads started by the module, that created contexts in their
1071  * entry functions. Situation is complicated by the threads shared by multiple
1072  * modules, like ptlrpcd daemon on a client. To work around this problem,
1073  * contexts, created in such threads, are `remembered' (see
1074  * LCT_REMEMBER)---i.e., added into a global list. When module is preparing
1075  * for unloading it does the following:
1076  *
1077  *     - marks its keys as `quiescent' (lu_context_tag::LCT_QUIESCENT)
1078  *       preventing new key values from being allocated in the new contexts,
1079  *       and
1080  *
1081  *     - scans a list of remembered contexts, destroying values of module
1082  *       keys, thus releasing references to the module.
1083  *
1084  * This is done by lu_context_key_quiesce(). If module is re-activated
1085  * before key has been de-registered, lu_context_key_revive() call clears
1086  * `quiescent' marker.
1087  *
1088  * lu_context code doesn't provide any internal synchronization for these
1089  * activities---it's assumed that startup (including threads start-up) and
1090  * shutdown are serialized by some external means.
1091  *
1092  * \see lu_context
1093  */
1094 struct lu_context_key {
1095         /**
1096          * Set of tags for which values of this key are to be instantiated.
1097          */
1098         __u32 lct_tags;
1099         /**
1100          * Value constructor. This is called when new value is created for a
1101          * context. Returns pointer to new value of error pointer.
1102          */
1103         void  *(*lct_init)(const struct lu_context *ctx,
1104                            struct lu_context_key *key);
1105         /**
1106          * Value destructor. Called when context with previously allocated
1107          * value of this slot is destroyed. \a data is a value that was returned
1108          * by a matching call to lu_context_key::lct_init().
1109          */
1110         void   (*lct_fini)(const struct lu_context *ctx,
1111                            struct lu_context_key *key, void *data);
1112         /**
1113          * Optional method called on lu_context_exit() for all allocated
1114          * keys. Can be used by debugging code checking that locks are
1115          * released, etc.
1116          */
1117         void   (*lct_exit)(const struct lu_context *ctx,
1118                            struct lu_context_key *key, void *data);
1119         /**
1120          * Internal implementation detail: index within lu_context::lc_value[]
1121          * reserved for this key.
1122          */
1123         int             lct_index;
1124         /**
1125          * Internal implementation detail: number of values created for this
1126          * key.
1127          */
1128         atomic_t        lct_used;
1129         /**
1130          * Internal implementation detail: module for this key.
1131          */
1132         struct module   *lct_owner;
1133         /**
1134          * References to this key. For debugging.
1135          */
1136         struct lu_ref   lct_reference;
1137 };
1138
1139 #define LU_KEY_INIT(mod, type)                                    \
1140         static void* mod##_key_init(const struct lu_context *ctx, \
1141                                     struct lu_context_key *key)   \
1142         {                                                         \
1143                 type *value;                                      \
1144                                                                   \
1145                 CLASSERT(PAGE_SIZE >= sizeof(*value));            \
1146                                                                   \
1147                 OBD_ALLOC_PTR(value);                             \
1148                 if (value == NULL)                                \
1149                         value = ERR_PTR(-ENOMEM);                 \
1150                                                                   \
1151                 return value;                                     \
1152         }                                                         \
1153         struct __##mod##__dummy_init {;} /* semicolon catcher */
1154
1155 #define LU_KEY_FINI(mod, type)                                              \
1156         static void mod##_key_fini(const struct lu_context *ctx,            \
1157                                     struct lu_context_key *key, void* data) \
1158         {                                                                   \
1159                 type *info = data;                                          \
1160                                                                             \
1161                 OBD_FREE_PTR(info);                                         \
1162         }                                                                   \
1163         struct __##mod##__dummy_fini {;} /* semicolon catcher */
1164
1165 #define LU_KEY_INIT_FINI(mod, type)   \
1166         LU_KEY_INIT(mod,type);        \
1167         LU_KEY_FINI(mod,type)
1168
1169 #define LU_CONTEXT_KEY_DEFINE(mod, tags)                \
1170         struct lu_context_key mod##_thread_key = {      \
1171                 .lct_tags = tags,                       \
1172                 .lct_init = mod##_key_init,             \
1173                 .lct_fini = mod##_key_fini              \
1174         }
1175
1176 #define LU_CONTEXT_KEY_INIT(key)                        \
1177 do {                                                    \
1178         (key)->lct_owner = THIS_MODULE;                 \
1179 } while (0)
1180
1181 int   lu_context_key_register(struct lu_context_key *key);
1182 void  lu_context_key_degister(struct lu_context_key *key);
1183 void *lu_context_key_get     (const struct lu_context *ctx,
1184                                const struct lu_context_key *key);
1185 void  lu_context_key_quiesce (struct lu_context_key *key);
1186 void  lu_context_key_revive  (struct lu_context_key *key);
1187
1188
1189 /*
1190  * LU_KEY_INIT_GENERIC() has to be a macro to correctly determine an
1191  * owning module.
1192  */
1193
1194 #define LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1195         static void mod##_key_init_generic(struct lu_context_key *k, ...) \
1196         {                                                               \
1197                 struct lu_context_key *key = k;                         \
1198                 va_list args;                                           \
1199                                                                         \
1200                 va_start(args, k);                                      \
1201                 do {                                                    \
1202                         LU_CONTEXT_KEY_INIT(key);                       \
1203                         key = va_arg(args, struct lu_context_key *);    \
1204                 } while (key != NULL);                                  \
1205                 va_end(args);                                           \
1206         }
1207
1208 #define LU_TYPE_INIT(mod, ...)                                          \
1209         LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1210         static int mod##_type_init(struct lu_device_type *t)            \
1211         {                                                               \
1212                 mod##_key_init_generic(__VA_ARGS__, NULL);              \
1213                 return lu_context_key_register_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1214         }                                                               \
1215         struct __##mod##_dummy_type_init {;}
1216
1217 #define LU_TYPE_FINI(mod, ...)                                          \
1218         static void mod##_type_fini(struct lu_device_type *t)           \
1219         {                                                               \
1220                 lu_context_key_degister_many(__VA_ARGS__, NULL);        \
1221         }                                                               \
1222         struct __##mod##_dummy_type_fini {;}
1223
1224 #define LU_TYPE_START(mod, ...)                                 \
1225         static void mod##_type_start(struct lu_device_type *t)  \
1226         {                                                       \
1227                 lu_context_key_revive_many(__VA_ARGS__, NULL);  \
1228         }                                                       \
1229         struct __##mod##_dummy_type_start {;}
1230
1231 #define LU_TYPE_STOP(mod, ...)                                  \
1232         static void mod##_type_stop(struct lu_device_type *t)   \
1233         {                                                       \
1234                 lu_context_key_quiesce_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1235         }                                                       \
1236         struct __##mod##_dummy_type_stop {;}
1237
1238
1239
1240 #define LU_TYPE_INIT_FINI(mod, ...)             \
1241         LU_TYPE_INIT(mod, __VA_ARGS__);         \
1242         LU_TYPE_FINI(mod, __VA_ARGS__);         \
1243         LU_TYPE_START(mod, __VA_ARGS__);        \
1244         LU_TYPE_STOP(mod, __VA_ARGS__)
1245
1246 int   lu_context_init  (struct lu_context *ctx, __u32 tags);
1247 void  lu_context_fini  (struct lu_context *ctx);
1248 void  lu_context_enter (struct lu_context *ctx);
1249 void  lu_context_exit  (struct lu_context *ctx);
1250 int   lu_context_refill(struct lu_context *ctx);
1251
1252 /*
1253  * Helper functions to operate on multiple keys. These are used by the default
1254  * device type operations, defined by LU_TYPE_INIT_FINI().
1255  */
1256
1257 int  lu_context_key_register_many(struct lu_context_key *k, ...);
1258 void lu_context_key_degister_many(struct lu_context_key *k, ...);
1259 void lu_context_key_revive_many  (struct lu_context_key *k, ...);
1260 void lu_context_key_quiesce_many (struct lu_context_key *k, ...);
1261
1262 /*
1263  * update/clear ctx/ses tags.
1264  */
1265 void lu_context_tags_update(__u32 tags);
1266 void lu_context_tags_clear(__u32 tags);
1267 void lu_session_tags_update(__u32 tags);
1268 void lu_session_tags_clear(__u32 tags);
1269
1270 /**
1271  * Environment.
1272  */
1273 struct lu_env {
1274         /**
1275          * "Local" context, used to store data instead of stack.
1276          */
1277         struct lu_context  le_ctx;
1278         /**
1279          * "Session" context for per-request data.
1280          */
1281         struct lu_context *le_ses;
1282 };
1283
1284 int  lu_env_init  (struct lu_env *env, __u32 tags);
1285 void lu_env_fini  (struct lu_env *env);
1286 int  lu_env_refill(struct lu_env *env);
1287 int  lu_env_refill_by_tags(struct lu_env *env, __u32 ctags, __u32 stags);
1288
1289 /** @} lu_context */
1290
1291 /**
1292  * Output site statistical counters into a buffer. Suitable for
1293  * ll_rd_*()-style functions.
1294  */
1295 int lu_site_stats_seq_print(const struct lu_site *s, struct seq_file *m);
1296
1297 /**
1298  * Common name structure to be passed around for various name related methods.
1299  */
1300 struct lu_name {
1301         const char    *ln_name;
1302         int            ln_namelen;
1303 };
1304
1305 /**
1306  * Validate names (path components)
1307  *
1308  * To be valid \a name must be non-empty, '\0' terminated of length \a
1309  * name_len, and not contain '/'. The maximum length of a name (before
1310  * say -ENAMETOOLONG will be returned) is really controlled by llite
1311  * and the server. We only check for something insane coming from bad
1312  * integer handling here.
1313  */
1314 static inline bool lu_name_is_valid_2(const char *name, size_t name_len)
1315 {
1316         return name != NULL &&
1317                name_len > 0 &&
1318                name_len < INT_MAX &&
1319                name[name_len] == '\0' &&
1320                strlen(name) == name_len &&
1321                memchr(name, '/', name_len) == NULL;
1322 }
1323
1324 static inline bool lu_name_is_valid(const struct lu_name *ln)
1325 {
1326         return lu_name_is_valid_2(ln->ln_name, ln->ln_namelen);
1327 }
1328
1329 #define DNAME "%.*s"
1330 #define PNAME(ln)                                       \
1331         (lu_name_is_valid(ln) ? (ln)->ln_namelen : 0),  \
1332         (lu_name_is_valid(ln) ? (ln)->ln_name : "")
1333
1334 /**
1335  * Common buffer structure to be passed around for various xattr_{s,g}et()
1336  * methods.
1337  */
1338 struct lu_buf {
1339         void   *lb_buf;
1340         size_t  lb_len;
1341 };
1342
1343 #define DLUBUF "(%p %zu)"
1344 #define PLUBUF(buf) (buf)->lb_buf, (buf)->lb_len
1345
1346 /* read buffer params, should be filled out by out */
1347 struct lu_rdbuf {
1348         /** number of buffers */
1349         unsigned int    rb_nbufs;
1350         /** pointers to buffers */
1351         struct lu_buf   rb_bufs[];
1352 };
1353
1354 /**
1355  * One-time initializers, called at obdclass module initialization, not
1356  * exported.
1357  */
1358
1359 /**
1360  * Initialization of global lu_* data.
1361  */
1362 int lu_global_init(void);
1363
1364 /**
1365  * Dual to lu_global_init().
1366  */
1367 void lu_global_fini(void);
1368
1369 struct lu_kmem_descr {
1370         struct kmem_cache **ckd_cache;
1371         const char       *ckd_name;
1372         const size_t      ckd_size;
1373 };
1374
1375 int  lu_kmem_init(struct lu_kmem_descr *caches);
1376 void lu_kmem_fini(struct lu_kmem_descr *caches);
1377
1378 void lu_object_assign_fid(const struct lu_env *env, struct lu_object *o,
1379                           const struct lu_fid *fid);
1380 struct lu_object *lu_object_anon(const struct lu_env *env,
1381                                  struct lu_device *dev,
1382                                  const struct lu_object_conf *conf);
1383
1384 /** null buffer */
1385 extern struct lu_buf LU_BUF_NULL;
1386
1387 void lu_buf_free(struct lu_buf *buf);
1388 void lu_buf_alloc(struct lu_buf *buf, size_t size);
1389 void lu_buf_realloc(struct lu_buf *buf, size_t size);
1390
1391 int lu_buf_check_and_grow(struct lu_buf *buf, size_t len);
1392 struct lu_buf *lu_buf_check_and_alloc(struct lu_buf *buf, size_t len);
1393
1394 extern __u32 lu_context_tags_default;
1395 extern __u32 lu_session_tags_default;
1396
1397 static inline bool lu_device_is_cl(const struct lu_device *d)
1398 {
1399         return d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_CL;
1400 }
1401
1402 static inline bool lu_object_is_cl(const struct lu_object *o)
1403 {
1404         return lu_device_is_cl(o->lo_dev);
1405 }
1406
1407 /** @} lu */
1408 #endif /* __LUSTRE_LU_OBJECT_H */