Whamcloud - gitweb
0b3797cc121389a53e366f5b70d6c39f524075e7
[doc/protocol.git] / export.txt
1 Export
2 ^^^^^^
3 [[obd-export]]
4
5 An 'obd_export' structure for a given target is created on a server
6 for each client that connects to that target. The exports for all the
7 clients for a given target are managed together. The export represents
8 the connection state between the client and target as well as the
9 current state of any ongoing activity. Thus each pending request will
10 have a reference to the export. The export is discarded if the
11 connection goes away, but only after all the references to it have
12 been cleaned up. Some state information for each export is also
13 maintained on disk. In the event of a server failure and recovery,
14 the server can read the export data from disk to allow the client
15 to reconnect and participate in recovery, otherwise a client without
16 any export data will not be allowed to participate in recovery.
17
18 [source,c]
19 ----
20 struct obd_export {
21         struct portals_handle     exp_handle;
22         struct obd_uuid           exp_client_uuid;
23         struct obd_connect_data   exp_connect_data;
24 };
25 ----
26
27 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
28 ////vvvv
29 This is the full obd_export.
30
31 struct obd_export {
32         struct portals_handle     exp_handle;
33         atomic_t   exp_refcount;
34         atomic_t   exp_rpc_count;
35         atomic_t   exp_cb_count;
36         atomic_t   exp_replay_count;
37         atomic_t   exp_locks_count;
38         struct obd_uuid           exp_client_uuid;
39         cfs_list_t exp_obd_chain;
40         cfs_hlist_node_t      exp_uuid_hash;
41         cfs_hlist_node_t      exp_nid_hash;
42         cfs_list_t            exp_obd_chain_timed;
43         struct obd_device    *exp_obd;
44         struct obd_import    *exp_imp_reverse;
45         struct nid_stat      *exp_nid_stats;
46         struct ptlrpc_connection *exp_connection;
47         __u32       exp_conn_cnt;
48         cfs_hash_t *exp_lock_hash;
49         cfs_hash_t *exp_flock_hash;
50         cfs_list_t  exp_outstanding_replies;
51         cfs_list_t  exp_uncommitted_replies;
52         spinlock_t  exp_uncommitted_replies_lock;
53         __u64       exp_last_committed;
54         cfs_time_t  exp_last_request_time;
55         cfs_list_t  exp_req_replay_queue;
56         spinlock_t  exp_lock;
57         struct obd_connect_data   exp_connect_data;
58         enum obd_option       exp_flags;
59         unsigned long
60                 exp_failed:1,
61                 exp_in_recovery:1,
62                 exp_disconnected:1,
63                 exp_connecting:1,
64                 exp_delayed:1,
65                 exp_vbr_failed:1,
66                 exp_req_replay_needed:1,
67                 exp_lock_replay_needed:1,
68                 exp_need_sync:1,
69                 exp_flvr_changed:1,
70                 exp_flvr_adapt:1,
71                 exp_libclient:1,
72                 exp_need_mne_swab:1;
73         enum lustre_sec_part      exp_sp_peer;
74         struct sptlrpc_flavor     exp_flvr;
75         struct sptlrpc_flavor     exp_flvr_old[2];
76         cfs_time_t exp_flvr_expire[2];
77         spinlock_t exp_rpc_lock;
78         cfs_list_t exp_hp_rpcs;
79         cfs_list_t exp_reg_rpcs;
80         cfs_list_t exp_bl_list;
81         spinlock_t exp_bl_list_lock;
82         union {
83                 struct tg_export_data     eu_target_data;
84                 struct mdt_export_data    eu_mdt_data;
85                 struct filter_export_data eu_filter_data;
86                 struct ec_export_data     eu_ec_data;
87                 struct mgs_export_data    eu_mgs_data;
88         } u;
89         struct nodemap      *exp_nodemap;
90 };
91 ////^^^^
92 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
93
94 The 'exp_handle' holds the cookie that the server generates at
95 *_CONNECT time to uniquely identify this connection from the client.
96 This cookie is also sent back to the client in the reply and is
97 then stored in the client's import.
98
99 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
100 ////vvvv
101 The 'exp_refcount' gets incremented whenever some aspect of the export
102 is "in use". The arrival of an otherwise unprocessed message for this
103 target will increment the refcount. A reference by an LDLM lock that
104 gets taken will increment the refcount. Callback invocations and
105 replay also lead to incrementing the 'ref_count'. The next four fields
106 - 'exp_rpc_count', exp_cb_count', and 'exp_replay_count', and
107 'exp_locks_count' - all subcategorize the 'exp_refcount'. The
108 reference counter keeps the export alive while there are any users of
109 that export. The reference counter is also used for debug
110 purposes. Similarly, the 'exp_locks_list' and 'exp_locks_list_guard'
111 are further debug info that list the actual locks accounted for in
112 'exp_locks_count'.
113 ////^^^^
114 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
115
116 include::struct_obd_uuid.txt[]
117
118 The 'exp_client_uuid' holds the UUID of the client connected to this
119 export.  This UUID is randomly generated by the client and the same
120 UUID is used by the client for connecting to all servers, so that
121 the servers may identify the client amongst themselves if necessary.
122
123 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
124 ////vvvv
125 The server maintains all the exports for a given target on a circular
126 list. Each export's place on that list is maintained in the
127 'exp_obd_chain'. A common activity is to look up the export based on
128 the UUID or the nid of the client, and the 'exp_uuid_hash' and
129 'exp_nid_hash' fields maintain this export's place in hashes
130 constructed for that purpose.
131
132 Exports are also maintained on a list sorted by the last time the
133 corresponding client was heard from. The 'exp_obd_chain_timed' field
134 maintains the export's place on that list. When a message arrives from
135 the client the time is "now" so the export gets put at the end of the
136 list. Since it is circular, the next export is then the oldest. If it
137 has not been heard of within its timeout interval that export is
138 marked for later eviction.
139
140 The 'exp_obd' points to the 'obd_device' structure for the device that
141 is the target of this export.
142
143 In the event of an LDLM call-back the export needs to have a the ability to
144 initiate messages back to the client. The 'exp_imp_reverse' provides a
145 "reverse" import that manages this capability.
146
147 The '/proc' stats for the export (and the target) get updated via the
148 'exp_nid_stats'.
149
150 The 'exp_connection' points to the connection information for this
151 export. This is the information about the actual networking pathway(s)
152 that get used for communication.
153
154 The 'exp_conn_cnt' notes the connection count value from the client at
155 the time of the connection. In the event that more than one connection
156 request is issued before the connection is established then the
157 'exp_conn_cnt' will list the highest value. If a previous connection
158 attempt (with a lower value) arrives later it may be safely
159 discarded. Every request lists its connection count, so non-connection
160 requests with lower connection count values can also be discarded.
161 Note that this does not count how many times the client has connected
162 to the target. If a client is evicted the export is deleted once it
163 has been cleaned up and its 'exp_ref_count' reduced to zero. A new
164 connection from the client will get a new export.
165
166 The 'exp_lock_hash' provides access to the locks granted to the
167 corresponding client for this target. If a lock cannot be granted it
168 is discarded. A file system lock ("flock") is also implemented through
169 the LDLM lock system, but not all LDLM locks are flocks. The ones that
170 are flocks are gathered in a hash 'exp_flock_hash'. This supports
171 deadlock detection.
172
173 For those requests that initiate file system modifying transactions
174 the request and its attendant locks need to be preserved until either
175 a) the client acknowleges recieving the reply, or b) the transaction
176 has been committed locally. This ensures a request can be replayed in
177 the event of a failure. The LDLM lock is being kept until one of these
178 event occurs to prevent any other modifications of the same object.
179 The reply is kept on the 'exp_outstanding_replies' list until the LNet
180 layer notifies the server that the reply has been acknowledged. A reply
181 is kept on the 'exp_uncommitted_replies' list until the transaction
182 (if any) has been committed.
183
184 The 'exp_last_committed' value keeps the transaction number of the
185 last committed transaction. Every reply to a client includes this
186 value as a means of early-as-possible notification of transactions that
187 have been committed.
188
189 The 'exp_last_request_time' is self explanatory.
190
191 During reply a request that is waiting for reply is maintained on the
192 list 'exp_req_replay_queue'.
193
194 The 'exp_lock' spin-lock is used for access control to the exports
195 flags, as well as the 'exp_outstanding_replies' list and the revers
196 import, if any.
197 ////^^^^
198 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
199
200 The 'exp_connect_data' refers to an 'obd_connect_data' structure for
201 the connection established between this target and the client this
202 export refers to.  The 'exp_connect_data' describes the mutually
203 supported features that were negotiated between the client and server
204 at connect time.  See also the corresponding entry in the import and
205 in the connect messages passed between the hosts.
206
207 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
208 ////vvvv
209 The 'exp_flags' field encodes three directives as follows:
210 [source,c]
211 ----
212 enum obd_option {
213         OBD_OPT_FORCE =         0x0001,
214         OBD_OPT_FAILOVER =      0x0002,
215         OBD_OPT_ABORT_RECOV =   0x0004,
216 };
217 ----
218 fixme: Are the set for some exports and a condition of their
219 existence? or do they reflect a transient state the export is passing
220 through?
221
222 The 'exp_failed' flag gets set whenever the target has failed for any
223 reason or the export is otherwise due to be cleaned up. Once set it
224 will not be unset in this export. Any subsequent connection between
225 the client and the target would be governed by a new export.
226
227 After a failure export data is retrieved from disk and the exports
228 recreated. Exports created in this way will have their
229 'exp_in_recovery' flag set. Once any outstanding requests and locks
230 have been recovered for the client, then the export is recovered and
231 'exp_in_recovery' can be cleared. When all the client exports for a
232 given target have been recovered then the target is considered
233 recovered, and when all targets have been recovered the server is
234 considered recovered.
235
236 A *_DISCONNECT message from the client will set the 'exp_disconnected'
237 flag, as will any sort of failure of the target. Once set the export
238 will be cleaned up and deleted.
239
240 When a *_CONNECT message arrives the 'exp_connecting' flag is set. If
241 for some reason a second *_CONNECT request arrives from the client it can
242 be discarded when this flag is set.
243
244 The 'exp_delayed' flag is no longer used. In older code it indicated
245 that recovery had not completed in a timely fashion, but that a tardy
246 recovery would still be possible, since there were no dependencies on
247 the export.
248
249 The 'exp_vbr_failed' flag indicates a failure during the recovery
250 process. See <<recovery>> for a more detailed discussion of recovery
251 and transaction replay. For a file system modifying request, the
252 server composes its reply including the 'pb_pre_versions' entries in
253 'ptlrpc_body', which indicate the most recent updates to the
254 object. The client updates the request with the 'pb_transno' and
255 'pb_pre_versions' from the reply, and keeps that request until the
256 target signals that the transaction has been committed to disk. If the
257 client times-out without that confirmation then it will 'replay' the
258 request, which now includes the 'pb_pre_versions' information. During
259 a replay the target checks that the object has the same version as
260 'pb_pre_versions' in replay. If this check fails then the object can't
261 be restored in the same state as it was in before failure. Usually that
262 happens if the recovery process fails for the connection between some
263 other client and this target, so part of change needed for this client
264 wasn't restored. At that point the 'exp_vbr_failed' flag is set
265 to indicate version based recovery failed. This will lead to the client
266 being evicted and this export being cleaned up and deleted.
267
268 At the start of recovery both the 'exp_req_replay_needed' and
269 'exp_lock_replay_needed' flags are set. As request replay is completed
270 the 'exp_req_replay_needed' flag is cleared. As lock replay is
271 completed the 'exp_lock_replay_needed' flag is cleared. Once both are
272 cleared the 'exp_in_recovery' flag can be cleared.
273
274 The 'exp_need_sync' supports an optimization. At mount time it is
275 likely that every client (potentially thousands) will create an export
276 and that export will need to be saved to disk synchronously. This can
277 lead to an unusually high and poorly performing interaction with the
278 disk. When the export is created the 'exp_need_sync' flag is set and
279 the actual writing to disk is delayed. As transactions arrive from
280 clients (in a much less coordinated fashion) the 'exp_need_sync' flag
281 indicates a need to have the export data on disk before proceeding
282 with a new transaction, so as it is next updated the transaction is
283 done synchronously to commit all changes on disk. At that point the
284 flag is cleared (except see below).
285
286 In DNE (phase I) the export for an MDT managing the connection from
287 another MDT will want to always keep the 'exp_need_sync' flag set. For
288 that special case such an export sets the 'exp_keep_sync', which then
289 prevents the 'exp_need_sync' flag from ever being cleared. This will
290 no longer be needed in DNE Phase II.
291
292 The 'exp_flvr_changed' and 'exp_flvr_adapt' flags along with
293 'exp_sp_peer', 'exp_flvr', 'exp_flvr_old', and 'exp_flvr_expire'
294 fields are all used to manage the security settings for the
295 connection. Security is discussed in the <<security>> section. (fixme:
296 or will be.)
297
298 The 'exp_libclient' flag indicates that the export is for a client
299 based on "liblustre". This allows for simplified handling on the
300 server. (fixme: how is processing simplified? It sounds like I may
301 need a whole special section on liblustre.)
302
303 The 'exp_need_mne_swab' flag indicates the presence of an old bug that
304 affected one special case of failed swabbing. It is not part of
305 current processing.
306
307 As RPCs arrive they are first subjected to triage. Each request is
308 placed on the 'exp_hp_rpcs' list and examined to see if it is high
309 priority (PING, truncate, bulk I/O). If it is not high priority then
310 it is moved to the 'exp_reg_prcs' list. The 'exp_rpc_lock' protects
311 both lists from concurrent access.
312
313 All arriving LDLM requests get put on the 'exp_bl_list' and access to
314 that list is controlled via the 'exp_bl_list_lock'.
315
316 The union provides for target specific data. The 'eu_target_data' is
317 for a common core of fields for a generic target. The others are
318 specific to particular target types: 'eu_mdt_data' for MDTs,
319 'eu_filter_data' for OSTs, 'eu_ec_data' for an "echo client" (fixme:
320 describe what an echo client is somewhere), and 'eu_mgs_data' is for
321 an MGS.
322
323 The 'exp_bl_lock_at' field supports adaptive timeouts which will be
324 discussed separately. (fixme: so discuss it somewhere.)
325 ////^^^^
326 //////////////////////////////////////////////////////////////////////