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[doc/protocol.git] / struct_obd_export.txt
1 Export
2 ^^^^^^
3 [[struct-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 *_CONNECT reply and
97 is 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 the
121 servers may identify the client amongst themselves if necessary. The
122 client's UID appears in the *_CONNECT message (See
123 <<ost-connect-rpc>>, <<mds-connect-rpc>>, and <<mgs-connect-rpc>>).
124
125 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
126 ////vvvv
127 The server maintains all the exports for a given target on a circular
128 list. Each export's place on that list is maintained in the
129 'exp_obd_chain'. A common activity is to look up the export based on
130 the UUID or the nid of the client, and the 'exp_uuid_hash' and
131 'exp_nid_hash' fields maintain this export's place in hashes
132 constructed for that purpose.
133
134 Exports are also maintained on a list sorted by the last time the
135 corresponding client was heard from. The 'exp_obd_chain_timed' field
136 maintains the export's place on that list. When a message arrives from
137 the client the time is "now" so the export gets put at the end of the
138 list. Since it is circular, the next export is then the oldest. If it
139 has not been heard of within its timeout interval that export is
140 marked for later eviction.
141
142 The 'exp_obd' points to the 'obd_device' structure for the device that
143 is the target of this export.
144
145 In the event of an LDLM call-back the export needs to have a the ability to
146 initiate messages back to the client. The 'exp_imp_reverse' provides a
147 "reverse" import that manages this capability.
148
149 The '/proc' stats for the export (and the target) get updated via the
150 'exp_nid_stats'.
151
152 The 'exp_connection' points to the connection information for this
153 export. This is the information about the actual networking pathway(s)
154 that get used for communication.
155
156 The 'exp_conn_cnt' notes the connection count value from the client at
157 the time of the connection. In the event that more than one connection
158 request is issued before the connection is established then the
159 'exp_conn_cnt' will list the highest value. If a previous connection
160 attempt (with a lower value) arrives later it may be safely
161 discarded. Every request lists its connection count, so non-connection
162 requests with lower connection count values can also be discarded.
163 Note that this does not count how many times the client has connected
164 to the target. If a client is evicted the export is deleted once it
165 has been cleaned up and its 'exp_ref_count' reduced to zero. A new
166 connection from the client will get a new export.
167
168 The 'exp_lock_hash' provides access to the locks granted to the
169 corresponding client for this target. If a lock cannot be granted it
170 is discarded. A file system lock ("flock") is also implemented through
171 the LDLM lock system, but not all LDLM locks are flocks. The ones that
172 are flocks are gathered in a hash 'exp_flock_hash'. This supports
173 deadlock detection.
174
175 For those requests that initiate file system modifying transactions
176 the request and its attendant locks need to be preserved until either
177 a) the client acknowleges recieving the reply, or b) the transaction
178 has been committed locally. This ensures a request can be replayed in
179 the event of a failure. The LDLM lock is being kept until one of these
180 event occurs to prevent any other modifications of the same object.
181 The reply is kept on the 'exp_outstanding_replies' list until the LNet
182 layer notifies the server that the reply has been acknowledged. A reply
183 is kept on the 'exp_uncommitted_replies' list until the transaction
184 (if any) has been committed.
185
186 The 'exp_last_committed' value keeps the transaction number of the
187 last committed transaction. Every reply to a client includes this
188 value as a means of early-as-possible notification of transactions that
189 have been committed.
190
191 The 'exp_last_request_time' is self explanatory.
192
193 During reply a request that is waiting for reply is maintained on the
194 list 'exp_req_replay_queue'.
195
196 The 'exp_lock' spin-lock is used for access control to the exports
197 flags, as well as the 'exp_outstanding_replies' list and the revers
198 import, if any.
199 ////^^^^
200 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
201
202 The 'exp_connect_data' refers to an 'obd_connect_data' structure for
203 the connection established between this target and the client this
204 export refers to.  The 'exp_connect_data' describes the mutually
205 supported features that were negotiated between the client and server
206 at connect time.  See also the corresponding entry in the import
207 (<<struct-obd-import>>) and the connect messages
208 (<<ost-connect-rpc>>, <<mds-connect-rpc>>, and <mgs-connect-rpc>>)
209 passed between the hosts.
210
211 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
212 ////vvvv
213 The 'exp_flags' field encodes three directives as follows:
214 [source,c]
215 ----
216 enum obd_option {
217         OBD_OPT_FORCE =         0x0001,
218         OBD_OPT_FAILOVER =      0x0002,
219         OBD_OPT_ABORT_RECOV =   0x0004,
220 };
221 ----
222 fixme: Are the set for some exports and a condition of their
223 existence? or do they reflect a transient state the export is passing
224 through?
225
226 The 'exp_failed' flag gets set whenever the target has failed for any
227 reason or the export is otherwise due to be cleaned up. Once set it
228 will not be unset in this export. Any subsequent connection between
229 the client and the target would be governed by a new export.
230
231 After a failure export data is retrieved from disk and the exports
232 recreated. Exports created in this way will have their
233 'exp_in_recovery' flag set. Once any outstanding requests and locks
234 have been recovered for the client, then the export is recovered and
235 'exp_in_recovery' can be cleared. When all the client exports for a
236 given target have been recovered then the target is considered
237 recovered, and when all targets have been recovered the server is
238 considered recovered.
239
240 A *_DISCONNECT message from the client will set the 'exp_disconnected'
241 flag, as will any sort of failure of the target. Once set the export
242 will be cleaned up and deleted.
243
244 When a *_CONNECT message arrives the 'exp_connecting' flag is set. If
245 for some reason a second *_CONNECT request arrives from the client it can
246 be discarded when this flag is set.
247
248 The 'exp_delayed' flag is no longer used. In older code it indicated
249 that recovery had not completed in a timely fashion, but that a tardy
250 recovery would still be possible, since there were no dependencies on
251 the export.
252
253 The 'exp_vbr_failed' flag indicates a failure during the recovery
254 process. See <<recovery>> for a more detailed discussion of recovery
255 and transaction replay. For a file system modifying request, the
256 server composes its reply including the 'pb_pre_versions' entries in
257 'ptlrpc_body', which indicate the most recent updates to the
258 object. The client updates the request with the 'pb_transno' and
259 'pb_pre_versions' from the reply, and keeps that request until the
260 target signals that the transaction has been committed to disk. If the
261 client times-out without that confirmation then it will 'replay' the
262 request, which now includes the 'pb_pre_versions' information. During
263 a replay the target checks that the object has the same version as
264 'pb_pre_versions' in replay. If this check fails then the object can't
265 be restored in the same state as it was in before failure. Usually that
266 happens if the recovery process fails for the connection between some
267 other client and this target, so part of change needed for this client
268 wasn't restored. At that point the 'exp_vbr_failed' flag is set
269 to indicate version based recovery failed. This will lead to the client
270 being evicted and this export being cleaned up and deleted.
271
272 At the start of recovery both the 'exp_req_replay_needed' and
273 'exp_lock_replay_needed' flags are set. As request replay is completed
274 the 'exp_req_replay_needed' flag is cleared. As lock replay is
275 completed the 'exp_lock_replay_needed' flag is cleared. Once both are
276 cleared the 'exp_in_recovery' flag can be cleared.
277
278 The 'exp_need_sync' supports an optimization. At mount time it is
279 likely that every client (potentially thousands) will create an export
280 and that export will need to be saved to disk synchronously. This can
281 lead to an unusually high and poorly performing interaction with the
282 disk. When the export is created the 'exp_need_sync' flag is set and
283 the actual writing to disk is delayed. As transactions arrive from
284 clients (in a much less coordinated fashion) the 'exp_need_sync' flag
285 indicates a need to have the export data on disk before proceeding
286 with a new transaction, so as it is next updated the transaction is
287 done synchronously to commit all changes on disk. At that point the
288 flag is cleared (except see below).
289
290 In DNE (phase I) the export for an MDT managing the connection from
291 another MDT will want to always keep the 'exp_need_sync' flag set. For
292 that special case such an export sets the 'exp_keep_sync', which then
293 prevents the 'exp_need_sync' flag from ever being cleared. This will
294 no longer be needed in DNE Phase II.
295
296 The 'exp_flvr_changed' and 'exp_flvr_adapt' flags along with
297 'exp_sp_peer', 'exp_flvr', 'exp_flvr_old', and 'exp_flvr_expire'
298 fields are all used to manage the security settings for the
299 connection. Security is discussed in the <<security>> section. (fixme:
300 or will be.)
301
302 The 'exp_libclient' flag indicates that the export is for a client
303 based on "liblustre". This allows for simplified handling on the
304 server. (fixme: how is processing simplified? It sounds like I may
305 need a whole special section on liblustre.)
306
307 The 'exp_need_mne_swab' flag indicates the presence of an old bug that
308 affected one special case of failed swabbing. It is not part of
309 current processing.
310
311 As RPCs arrive they are first subjected to triage. Each request is
312 placed on the 'exp_hp_rpcs' list and examined to see if it is high
313 priority (PING, truncate, bulk I/O). If it is not high priority then
314 it is moved to the 'exp_reg_prcs' list. The 'exp_rpc_lock' protects
315 both lists from concurrent access.
316
317 All arriving LDLM requests get put on the 'exp_bl_list' and access to
318 that list is controlled via the 'exp_bl_list_lock'.
319
320 The union provides for target specific data. The 'eu_target_data' is
321 for a common core of fields for a generic target. The others are
322 specific to particular target types: 'eu_mdt_data' for MDTs,
323 'eu_filter_data' for OSTs, 'eu_ec_data' for an "echo client" (fixme:
324 describe what an echo client is somewhere), and 'eu_mgs_data' is for
325 an MGS.
326
327 The 'exp_bl_lock_at' field supports adaptive timeouts which will be
328 discussed separately. (fixme: so discuss it somewhere.)
329 ////^^^^
330 //////////////////////////////////////////////////////////////////////