Whamcloud - gitweb
23d6ea4c630368bc58aa12b2617e340351ab484d
[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.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
19  *
20  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
21  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
22  * have any questions.
23  *
24  * GPL HEADER END
25  */
26 /*
27  * Copyright (c) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
28  * Use is subject to license terms.
29  *
30  * Copyright (c) 2011, 2014, Intel Corporation.
31  */
32 /*
33  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
34  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
35  */
36 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
37 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
38
39 /** \defgroup clio clio
40  *
41  * Client objects implement io operations and cache pages.
42  *
43  * Examples: lov and osc are implementations of cl interface.
44  *
45  * Big Theory Statement.
46  *
47  * Layered objects.
48  *
49  * Client implementation is based on the following data-types:
50  *
51  *   - cl_object
52  *
53  *   - cl_page
54  *
55  *   - cl_lock     represents an extent lock on an object.
56  *
57  *   - cl_io       represents high-level i/o activity such as whole read/write
58  *                 system call, or write-out of pages from under the lock being
59  *                 canceled. cl_io has sub-ios that can be stopped and resumed
60  *                 independently, thus achieving high degree of transfer
61  *                 parallelism. Single cl_io can be advanced forward by
62  *                 the multiple threads (although in the most usual case of
63  *                 read/write system call it is associated with the single user
64  *                 thread, that issued the system call).
65  *
66  *   - cl_req      represents a collection of pages for a transfer. cl_req is
67  *                 constructed by req-forming engine that tries to saturate
68  *                 transport with large and continuous transfers.
69  *
70  * Terminology
71  *
72  *     - to avoid confusion high-level I/O operation like read or write system
73  *     call is referred to as "an io", whereas low-level I/O operation, like
74  *     RPC, is referred to as "a transfer"
75  *
76  *     - "generic code" means generic (not file system specific) code in the
77  *     hosting environment. "cl-code" means code (mostly in cl_*.c files) that
78  *     is not layer specific.
79  *
80  * Locking.
81  *
82  *  - i_mutex
83  *      - PG_locked
84  *          - cl_object_header::coh_page_guard
85  *          - lu_site::ls_guard
86  *
87  * See the top comment in cl_object.c for the description of overall locking and
88  * reference-counting design.
89  *
90  * See comments below for the description of i/o, page, and dlm-locking
91  * design.
92  *
93  * @{
94  */
95
96 /*
97  * super-class definitions.
98  */
99 #include <libcfs/libcfs.h>
100 #include <lu_object.h>
101 #include <linux/atomic.h>
102 #include <linux/mutex.h>
103 #include <linux/radix-tree.h>
104 #include <linux/spinlock.h>
105 #include <linux/wait.h>
106 #include <lustre_dlm.h>
107
108 struct inode;
109
110 struct cl_device;
111 struct cl_device_operations;
112
113 struct cl_object;
114 struct cl_object_page_operations;
115 struct cl_object_lock_operations;
116
117 struct cl_page;
118 struct cl_page_slice;
119 struct cl_lock;
120 struct cl_lock_slice;
121
122 struct cl_lock_operations;
123 struct cl_page_operations;
124
125 struct cl_io;
126 struct cl_io_slice;
127
128 struct cl_req;
129 struct cl_req_slice;
130
131 /**
132  * Operations for each data device in the client stack.
133  *
134  * \see vvp_cl_ops, lov_cl_ops, lovsub_cl_ops, osc_cl_ops
135  */
136 struct cl_device_operations {
137         /**
138          * Initialize cl_req. This method is called top-to-bottom on all
139          * devices in the stack to get them a chance to allocate layer-private
140          * data, and to attach them to the cl_req by calling
141          * cl_req_slice_add().
142          *
143          * \see osc_req_init(), lov_req_init(), lovsub_req_init()
144          * \see vvp_req_init()
145          */
146         int (*cdo_req_init)(const struct lu_env *env, struct cl_device *dev,
147                             struct cl_req *req);
148 };
149
150 /**
151  * Device in the client stack.
152  *
153  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
154  */
155 struct cl_device {
156         /** Super-class. */
157         struct lu_device                   cd_lu_dev;
158         /** Per-layer operation vector. */
159         const struct cl_device_operations *cd_ops;
160 };
161
162 /** \addtogroup cl_object cl_object
163  * @{ */
164 /**
165  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
166  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
167  * from sub-objects' ones.
168  */
169 struct cl_attr {
170         /** Object size, in bytes */
171         loff_t cat_size;
172         /**
173          * Known minimal size, in bytes.
174          *
175          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
176          */
177         loff_t cat_kms;
178         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
179         time_t cat_mtime;
180         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
181         time_t cat_atime;
182         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
183         time_t cat_ctime;
184         /**
185          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
186          *
187          * \todo XXX An interface for block size is needed.
188          */
189         __u64  cat_blocks;
190         /**
191          * User identifier for quota purposes.
192          */
193         uid_t  cat_uid;
194         /**
195          * Group identifier for quota purposes.
196          */
197         gid_t  cat_gid;
198
199         /* nlink of the directory */
200         __u64  cat_nlink;
201 };
202
203 /**
204  * Fields in cl_attr that are being set.
205  */
206 enum cl_attr_valid {
207         CAT_SIZE   = 1 << 0,
208         CAT_KMS    = 1 << 1,
209         CAT_MTIME  = 1 << 3,
210         CAT_ATIME  = 1 << 4,
211         CAT_CTIME  = 1 << 5,
212         CAT_BLOCKS = 1 << 6,
213         CAT_UID    = 1 << 7,
214         CAT_GID    = 1 << 8
215 };
216
217 /**
218  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
219  * stacks.
220  *
221  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
222  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
223  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
224  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
225  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
226  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
227  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
228  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
229  *    table.
230  *
231  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
232  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
233  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
234  *    layers:
235  *
236  *        - vvp
237  *        - lov
238  *
239  *    whereas its sub-objects are composed of
240  *
241  *        - lovsub
242  *        - osc
243  *
244  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
245  *    track of the object-subobject relationship.
246  *
247  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
248  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
249  *    destroyed too.
250  *
251  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
252  */
253 struct cl_object {
254         /** super class */
255         struct lu_object                   co_lu;
256         /** per-object-layer operations */
257         const struct cl_object_operations *co_ops;
258         /** offset of page slice in cl_page buffer */
259         int                                co_slice_off;
260 };
261
262 /**
263  * Description of the client object configuration. This is used for the
264  * creation of a new client object that is identified by a more state than
265  * fid.
266  */
267 struct cl_object_conf {
268         /** Super-class. */
269         struct lu_object_conf     coc_lu;
270         union {
271                 /**
272                  * Object layout. This is consumed by lov.
273                  */
274                 struct lustre_md *coc_md;
275                 /**
276                  * Description of particular stripe location in the
277                  * cluster. This is consumed by osc.
278                  */
279                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
280         } u;
281         /**
282          * VFS inode. This is consumed by vvp.
283          */
284         struct inode             *coc_inode;
285         /**
286          * Layout lock handle.
287          */
288         struct ldlm_lock         *coc_lock;
289         /**
290          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
291          */
292         int                       coc_opc;
293 };
294
295 enum {
296         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
297          * holding layout lock. */
298         OBJECT_CONF_SET = 0,
299         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
300          * layout lock. */
301         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
302         /** wait for old layout to go away so that new layout can be
303          * set up. */
304         OBJECT_CONF_WAIT = 2
305 };
306
307 /**
308  * Operations implemented for each cl object layer.
309  *
310  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
311  */
312 struct cl_object_operations {
313         /**
314          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
315          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
316          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
317          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
318          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
319          * sense). Optional.
320          *
321          * \retval NULL success.
322          *
323          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
324          *
325          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
326          *         to be used instead of newly created.
327          */
328         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
329                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
330         /**
331          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
332          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
333          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
334          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
335          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
336          */
337         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
338                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
339                               const struct cl_io *io);
340         /**
341          * Initialize io state for a given layer.
342          *
343          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
344          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
345          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
346          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
347          * participating in this io share the same session.
348          */
349         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
350                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
351         /**
352          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
353          * called top-to-bottom through all object layers.
354          *
355          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
356          *
357          * \return   0: to continue
358          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
359          * from enclosing cl_object_attr_get())
360          * \return -ve: to signal error
361          */
362         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
363                             struct cl_attr *attr);
364         /**
365          * Update attributes.
366          *
367          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
368          * indicating what attributes are to be set.
369          *
370          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
371          *
372          * \return the same convention as for
373          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
374          */
375         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
376                                const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
377         /**
378          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
379          * configuration.
380          *
381          * XXX error conditions and handling.
382          */
383         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
384                             const struct cl_object_conf *conf);
385         /**
386          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
387          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
388          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
389          *
390          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
391          * \see osc_object_glimpse()
392          */
393         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
394                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
395         /**
396          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
397          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
398          * mainly pages and locks.
399          */
400         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
401         /**
402          * Object getstripe method.
403          */
404         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
405                              struct lov_user_md __user *lum);
406         /**
407          * Find whether there is any callback data (ldlm lock) attached upon
408          * the object.
409          */
410         int (*coo_find_cbdata)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
411                                ldlm_iterator_t iter, void *data);
412         /**
413          * Get FIEMAP mapping from the object.
414          */
415         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
416                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
417                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
418 };
419
420 /**
421  * Extended header for client object.
422  */
423 struct cl_object_header {
424         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
425          * here. */
426         struct lu_object_header coh_lu;
427
428         /**
429          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
430          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
431          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
432          * field allows certain code to be written generically, without
433          * limiting possible cl_object layouts unduly.
434          */
435         struct cl_object_header *coh_parent;
436         /**
437          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
438          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
439          * from.
440          *
441          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
442          */
443         spinlock_t               coh_attr_guard;
444         /**
445          * Size of cl_page + page slices
446          */
447         unsigned short           coh_page_bufsize;
448         /**
449          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
450          * sub-object, etc.
451          */
452         unsigned char            coh_nesting;
453 };
454
455 /**
456  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
457  * layer top-to-bottom to \a slice.
458  */
459 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
460         list_for_each_entry((slice),                            \
461                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
462                             co_lu.lo_linkage)
463
464 /**
465  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
466  * layer bottom-to-top to \a slice.
467  */
468 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
469         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
470                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
471                                     co_lu.lo_linkage)
472
473 /** @} cl_object */
474
475 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
476
477 /** \addtogroup cl_page cl_page
478  * @{ */
479
480 /** \struct cl_page
481  * Layered client page.
482  *
483  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
484  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
485  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
486  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
487  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
488  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
489  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
490  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
491  *
492  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
493  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
494  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
495  *    current design) that
496  *
497  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
498  *          memory pressure),
499  *
500  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
501  *          environment.
502  *
503  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
504  *    established when cl_page is created.
505  *
506  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
507  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
508  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
509  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
510  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
511  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
512  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
513  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
514  *
515  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
516  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
517  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
518  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
519  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
520  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
521  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
522  *    different ways to own a page in the client:
523  *
524  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
525  *
526  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
527  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
528  *
529  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
530  *    cl_page_unassume().
531  *
532  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
533  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
534  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
535  *    destroyed.
536  *
537  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
538  *    pages is the following:
539  *
540  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
541  *          to a page:
542  *
543  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
544  *              spin-lock;
545  *
546  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
547  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
548  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
549  *
550  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
551  *          ways are severed with the proper synchronization
552  *          (cl_page_delete());
553  *
554  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
555  *          lock;
556  *
557  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
558  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
559  *
560  *    Together this guarantees that when last reference to a
561  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
562  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
563  *    ones exist.
564  *
565  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
566  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
567  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
568  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
569  *    page.
570  *
571  * Linux Kernel implementation.
572  *
573  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
574  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
575  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
576  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
577  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
578  *    private data structures).
579  *
580  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
581  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
582  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
583  *    transfer.
584  *
585  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
586  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
587  */
588
589 /**
590  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
591  *
592  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
593  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
594  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
595  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
596  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
597  * are interested in them.
598  */
599 enum cl_page_state {
600         /**
601          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
602          * following cases:
603          *
604          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
605          *     owns it;
606          *
607          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
608          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
609          *     into an cl_req being constructed, and yanks it from the cache;
610          *
611          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
612          *     evict the page form the memory;
613          *
614          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
615          */
616         CPS_CACHED,
617         /**
618          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
619          * state as a result of
620          *
621          *     - io creating new page and immediately owning it;
622          *
623          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
624          *     and owning it;
625          *
626          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
627          *     and waiting for owner to release the page;
628          *
629          * Page leaves owned state in the following cases:
630          *
631          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
632          *     the cache, doing nothing;
633          *
634          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
635          *     this page;
636          *
637          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
638          *     transfer for this page;
639          *
640          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
641          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
642          *
643          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
644          */
645         CPS_OWNED,
646         /**
647          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
648          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
649          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
650          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
651          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
652          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
653          * made by the hosting environment (that effectively means that the
654          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
655          * advance". This property is mentioned, because it is important when
656          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
657          * enter this state as a result of
658          *
659          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
660          *     write-out of this page, or
661          *
662          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
663          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
664          *     transfer.
665          *
666          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
667          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
668          *
669          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
670          *
671          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
672          */
673         CPS_PAGEOUT,
674         /**
675          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
676          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
677          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
678          * construction of read cl_req from cached, presumably not up to date,
679          * pages.
680          *
681          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
682          *
683          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
684          */
685         CPS_PAGEIN,
686         /**
687          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
688          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
689          * of truncate.
690          *
691          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
692          *
693          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
694          */
695         CPS_FREEING,
696         CPS_NR
697 };
698
699 enum cl_page_type {
700         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
701          * belongs to. */
702         CPT_CACHEABLE = 1,
703
704         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
705          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
706          *  it is used in DirectIO, lockless IO and liblustre. */
707         CPT_TRANSIENT,
708 };
709
710 /**
711  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
712  * immutables.
713  *
714  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
715  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
716  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
717  * cl_page::cp_owner (when set).
718  */
719 struct cl_page {
720         /** Reference counter. */
721         atomic_t                 cp_ref;
722         /** Transfer error. */
723         int                      cp_error;
724         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
725         struct cl_object        *cp_obj;
726         /** vmpage */
727         struct page             *cp_vmpage;
728         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
729         struct list_head         cp_batch;
730         /** List of slices. Immutable after creation. */
731         struct list_head         cp_layers;
732         /** Linkage of pages within cl_req. */
733         struct list_head         cp_flight;
734         /**
735          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
736          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
737          */
738         const enum cl_page_state cp_state;
739         /**
740          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
741          * creation.
742          */
743         enum cl_page_type        cp_type;
744
745         /**
746          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
747          * by sub-io. Protected by a VM lock.
748          */
749         struct cl_io            *cp_owner;
750         /**
751          * Owning IO request in cl_page_state::CPS_PAGEOUT and
752          * cl_page_state::CPS_PAGEIN states. This field is maintained only in
753          * the top-level pages. Protected by a VM lock.
754          */
755         struct cl_req           *cp_req;
756         /** List of references to this page, for debugging. */
757         struct lu_ref            cp_reference;
758         /** Link to an object, for debugging. */
759         struct lu_ref_link       cp_obj_ref;
760         /** Link to a queue, for debugging. */
761         struct lu_ref_link       cp_queue_ref;
762         /** Assigned if doing a sync_io */
763         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
764 };
765
766 /**
767  * Per-layer part of cl_page.
768  *
769  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
770  */
771 struct cl_page_slice {
772         struct cl_page                  *cpl_page;
773         pgoff_t                          cpl_index;
774         /**
775          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
776          * creation.
777          */
778         struct cl_object                *cpl_obj;
779         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
780         /** Linkage into cl_page::cp_layers. Immutable after creation. */
781         struct list_head                 cpl_linkage;
782 };
783
784 /**
785  * Lock mode. For the client extent locks.
786  *
787  * \ingroup cl_lock
788  */
789 enum cl_lock_mode {
790         CLM_READ,
791         CLM_WRITE,
792         CLM_GROUP,
793         CLM_MAX,
794 };
795
796 /**
797  * Requested transfer type.
798  * \ingroup cl_req
799  */
800 enum cl_req_type {
801         CRT_READ,
802         CRT_WRITE,
803         CRT_NR
804 };
805
806 /**
807  * Per-layer page operations.
808  *
809  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
810  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
811  * the obvious cases (like cl_page_operations::cpo_own()).
812  *
813  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
814  */
815 struct cl_page_operations {
816         /**
817          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
818          * implement these. Current code assumes that this functionality is
819          * provided by the topmost layer, see cl_page_disown0() as an example.
820          */
821
822         /**
823          * Called when \a io acquires this page into the exclusive
824          * ownership. When this method returns, it is guaranteed that the is
825          * not owned by other io, and no transfer is going on against
826          * it. Optional.
827          *
828          * \see cl_page_own()
829          * \see vvp_page_own(), lov_page_own()
830          */
831         int  (*cpo_own)(const struct lu_env *env,
832                         const struct cl_page_slice *slice,
833                         struct cl_io *io, int nonblock);
834         /** Called when ownership it yielded. Optional.
835          *
836          * \see cl_page_disown()
837          * \see vvp_page_disown()
838          */
839         void (*cpo_disown)(const struct lu_env *env,
840                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
841         /**
842          * Called for a page that is already "owned" by \a io from VM point of
843          * view. Optional.
844          *
845          * \see cl_page_assume()
846          * \see vvp_page_assume(), lov_page_assume()
847          */
848         void (*cpo_assume)(const struct lu_env *env,
849                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
850         /** Dual to cl_page_operations::cpo_assume(). Optional. Called
851          * bottom-to-top when IO releases a page without actually unlocking
852          * it.
853          *
854          * \see cl_page_unassume()
855          * \see vvp_page_unassume()
856          */
857         void (*cpo_unassume)(const struct lu_env *env,
858                              const struct cl_page_slice *slice,
859                              struct cl_io *io);
860         /**
861          * Announces whether the page contains valid data or not by \a uptodate.
862          *
863          * \see cl_page_export()
864          * \see vvp_page_export()
865          */
866         void  (*cpo_export)(const struct lu_env *env,
867                             const struct cl_page_slice *slice, int uptodate);
868         /**
869          * Checks whether underlying VM page is locked (in the suitable
870          * sense). Used for assertions.
871          *
872          * \retval    -EBUSY: page is protected by a lock of a given mode;
873          * \retval  -ENODATA: page is not protected by a lock;
874          * \retval         0: this layer cannot decide. (Should never happen.)
875          */
876         int (*cpo_is_vmlocked)(const struct lu_env *env,
877                                const struct cl_page_slice *slice);
878         /**
879          * Page destruction.
880          */
881
882         /**
883          * Called when page is truncated from the object. Optional.
884          *
885          * \see cl_page_discard()
886          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
887          */
888         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
889                             const struct cl_page_slice *slice,
890                             struct cl_io *io);
891         /**
892          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
893          * destroyed. Optional.
894          *
895          * \see cl_page_delete()
896          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
897          */
898         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
899                            const struct cl_page_slice *slice);
900         /** Destructor. Frees resources and slice itself. */
901         void (*cpo_fini)(const struct lu_env *env,
902                          struct cl_page_slice *slice);
903         /**
904          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
905          *
906          * \see cl_page_print()
907          */
908         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
909                          const struct cl_page_slice *slice,
910                          void *cookie, lu_printer_t p);
911         /**
912          * \name transfer
913          *
914          * Transfer methods. See comment on cl_req for a description of
915          * transfer formation and life-cycle.
916          *
917          * @{
918          */
919         /**
920          * Request type dependent vector of operations.
921          *
922          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
923          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
924          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
925          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
926          * provided. That is, method invocation usually looks like
927          *
928          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
929          */
930         struct {
931                 /**
932                  * Called when a page is submitted for a transfer as a part of
933                  * cl_page_list.
934                  *
935                  * \return    0         : page is eligible for submission;
936                  * \return    -EALREADY : skip this page;
937                  * \return    -ve       : error.
938                  *
939                  * \see cl_page_prep()
940                  */
941                 int  (*cpo_prep)(const struct lu_env *env,
942                                  const struct cl_page_slice *slice,
943                                  struct cl_io *io);
944                 /**
945                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
946                  * fired after cl_page_operations::cpo_prep() or
947                  * cl_page_operations::cpo_make_ready() call.
948                  *
949                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
950                  * guaranteed however, that the page involved and its object
951                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
952                  * safe).
953                  *
954                  * \see cl_page_completion()
955                  */
956                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
957                                        const struct cl_page_slice *slice,
958                                        int ioret);
959                 /**
960                  * Called when cached page is about to be added to the
961                  * cl_req as a part of req formation.
962                  *
963                  * \return    0       : proceed with this page;
964                  * \return    -EAGAIN : skip this page;
965                  * \return    -ve     : error.
966                  *
967                  * \see cl_page_make_ready()
968                  */
969                 int  (*cpo_make_ready)(const struct lu_env *env,
970                                        const struct cl_page_slice *slice);
971         } io[CRT_NR];
972         /**
973          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
974          * transmitted.
975          *
976          * This is used for immediate transfers.
977          *
978          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
979          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
980          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
981          * this for page queues.
982          *
983          * \see cl_page_clip()
984          */
985         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
986                          const struct cl_page_slice *slice,
987                          int from, int to);
988         /**
989          * \pre  the page was queued for transferring.
990          * \post page is removed from client's pending list, or -EBUSY
991          *       is returned if it has already been in transferring.
992          *
993          * This is one of seldom page operation which is:
994          * 0. called from top level;
995          * 1. don't have vmpage locked;
996          * 2. every layer should synchronize execution of its ->cpo_cancel()
997          *    with completion handlers. Osc uses client obd lock for this
998          *    purpose. Based on there is no vvp_page_cancel and
999          *    lov_page_cancel(), cpo_cancel is defacto protected by client lock.
1000          *
1001          * \see osc_page_cancel().
1002          */
1003         int (*cpo_cancel)(const struct lu_env *env,
1004                           const struct cl_page_slice *slice);
1005         /**
1006          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
1007          * right now.
1008          *
1009          * \see cl_page_flush()
1010          */
1011         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
1012                          const struct cl_page_slice *slice,
1013                          struct cl_io *io);
1014         /** @} transfer */
1015 };
1016
1017 /**
1018  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
1019  */
1020 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
1021 do {                                                                    \
1022         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1023                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1024                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
1025                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1026         }                                                               \
1027 } while (0)
1028
1029 /**
1030  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
1031  */
1032 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
1033 do {                                                                          \
1034         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
1035                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
1036                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
1037                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
1038         }                                                                     \
1039 } while (0)
1040
1041 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
1042 {
1043         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
1044         return page->cp_vmpage;
1045 }
1046
1047 /**
1048  * Check if a cl_page is in use.
1049  *
1050  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
1051  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
1052  */
1053 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1054 {
1055         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
1056 }
1057
1058 /**
1059  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
1060  */
1061 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1062 /**
1063  * Caller doesn't hold a refcount.
1064  */
1065 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1066
1067 /** @} cl_page */
1068
1069 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1070  * @{ */
1071 /** \struct cl_lock
1072  *
1073  * Extent locking on the client.
1074  *
1075  * LAYERING
1076  *
1077  * The locking model of the new client code is built around
1078  *
1079  *        struct cl_lock
1080  *
1081  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1082  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1083  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1084  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1085  *
1086  * Typical cl_lock consists of the two layers:
1087  *
1088  *     - vvp_lock (vvp specific data), and
1089  *     - lov_lock (lov specific data).
1090  *
1091  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1092  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1093  *
1094  *     - lovsub_lock, and
1095  *     - osc_lock
1096  *
1097  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1098  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1099  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1100  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1101  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1102  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1103  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1104  *
1105  * LIFE CYCLE
1106  *
1107  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1108  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1109  * I/O is complete.
1110  *
1111  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1112  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1113  *
1114  * INTERFACE AND USAGE
1115  *
1116  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1117  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1118  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1119  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1120  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1121  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1122  * OST side.
1123  *
1124  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1125  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1126  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1127  * clo_enqueue time, is released.
1128  *
1129  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1130  *
1131  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1132  *
1133  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1134  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1135  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1136  *
1137  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1138  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1139  *
1140  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1141  *
1142  *     - locks are released after IO is complete.
1143  *
1144  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1145  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1146  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1147  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1148  *
1149  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1150  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1151  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1152  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1153  * sacrificing correctness. This includes:
1154  *
1155  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1156  *  atomicity;
1157  *
1158  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1159  *
1160  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1161  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1162  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1163  *
1164  * Interaction with DLM
1165  *
1166  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1167  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1168  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1169  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1170  * description of interaction with DLM.
1171  */
1172
1173 /**
1174  * Lock description.
1175  */
1176 struct cl_lock_descr {
1177         /** Object this lock is granted for. */
1178         struct cl_object *cld_obj;
1179         /** Index of the first page protected by this lock. */
1180         pgoff_t           cld_start;
1181         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1182         pgoff_t           cld_end;
1183         /** Group ID, for group lock */
1184         __u64             cld_gid;
1185         /** Lock mode. */
1186         enum cl_lock_mode cld_mode;
1187         /**
1188          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1189          * enum cl_enq_flags.
1190          */
1191         __u32             cld_enq_flags;
1192 };
1193
1194 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1195 #define PDESCR(descr)                                                   \
1196         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1197         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1198
1199 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1200
1201 /**
1202  * Layered client lock.
1203  */
1204 struct cl_lock {
1205         /** List of slices. Immutable after creation. */
1206         struct list_head      cll_layers;
1207         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1208         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1209 };
1210
1211 /**
1212  * Per-layer part of cl_lock
1213  *
1214  * \see vvp_lock, lov_lock, lovsub_lock, osc_lock
1215  */
1216 struct cl_lock_slice {
1217         struct cl_lock                  *cls_lock;
1218         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1219          * creation. */
1220         struct cl_object                *cls_obj;
1221         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1222         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1223         struct list_head                 cls_linkage;
1224 };
1225
1226 /**
1227  *
1228  * \see vvp_lock_ops, lov_lock_ops, lovsub_lock_ops, osc_lock_ops
1229  */
1230 struct cl_lock_operations {
1231         /** @{ */
1232         /**
1233          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1234          *
1235          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1236          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1237          *              @anchor for resources
1238          * \retval -ve  failure
1239          *
1240          * \see vvp_lock_enqueue(), lov_lock_enqueue(), lovsub_lock_enqueue(),
1241          * \see osc_lock_enqueue()
1242          */
1243         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1244                             const struct cl_lock_slice *slice,
1245                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1246         /**
1247          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1248          * DLM lock
1249          */
1250         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1251                            const struct cl_lock_slice *slice);
1252         /** @} */
1253         /**
1254          * Destructor. Frees resources and the slice.
1255          *
1256          * \see vvp_lock_fini(), lov_lock_fini(), lovsub_lock_fini(),
1257          * \see osc_lock_fini()
1258          */
1259         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1260         /**
1261          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1262          */
1263         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1264                          void *cookie, lu_printer_t p,
1265                          const struct cl_lock_slice *slice);
1266 };
1267
1268 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1269 do {                                                                    \
1270         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1271                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1272                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1273                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1274         }                                                               \
1275 } while (0)
1276
1277 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1278         if (likely(expr))                                               \
1279                 break;                                                  \
1280                                                                         \
1281         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1282         LBUG();                                                         \
1283 } while (0)
1284
1285 /** @} cl_lock */
1286
1287 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1288  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1289  *
1290  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1291  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1292  * pages:
1293  *
1294  *     - submit pages for an immediate transfer,
1295  *
1296  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1297  *
1298  *     - discard pages.
1299  *
1300  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1301  *
1302  * \todo XXX concurrency control.
1303  *
1304  * @{
1305  */
1306 struct cl_page_list {
1307         unsigned                 pl_nr;
1308         struct list_head         pl_pages;
1309         struct task_struct      *pl_owner;
1310 };
1311
1312 /** 
1313  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1314  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1315  */
1316 struct cl_2queue {
1317         struct cl_page_list c2_qin;
1318         struct cl_page_list c2_qout;
1319 };
1320
1321 /** @} cl_page_list */
1322
1323 /** \addtogroup cl_io cl_io
1324  * @{ */
1325 /** \struct cl_io
1326  * I/O
1327  *
1328  * cl_io represents a high level I/O activity like
1329  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1330  * lock.
1331  *
1332  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1333  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1334  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1335  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1336  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1337  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1338  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1339  * by using free-lists, see cl_env_get().
1340  *
1341  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1342  * cl_io_type.
1343  *
1344  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1345  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1346  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1347  * released.
1348  *
1349  * For read/write io overall execution plan is as following:
1350  *
1351  *     (0) initialize io state through all layers;
1352  *
1353  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1354  *
1355  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1356  *
1357  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1358  *
1359  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1360  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1361  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1362  *
1363  *     (5) release locks
1364  *
1365  *     (6) repeat loop.
1366  *
1367  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1368  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1369  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1370  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1371  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1372  */
1373
1374 /** IO types */
1375 enum cl_io_type {
1376         /** read system call */
1377         CIT_READ,
1378         /** write system call */
1379         CIT_WRITE,
1380         /** truncate, utime system calls */
1381         CIT_SETATTR,
1382         /**
1383          * page fault handling
1384          */
1385         CIT_FAULT,
1386         /**
1387          * fsync system call handling
1388          * To write out a range of file
1389          */
1390         CIT_FSYNC,
1391         /**
1392          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1393          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1394          *
1395          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1396          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1397          *     to the server;
1398          *
1399          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1400          *     for memory cleansing;
1401          *
1402          *     - glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1403          *
1404          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1405          *
1406          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1407          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1408          * cl_io_loop() is never called for it.
1409          */
1410         CIT_MISC,
1411         CIT_OP_NR
1412 };
1413
1414 /**
1415  * States of cl_io state machine
1416  */
1417 enum cl_io_state {
1418         /** Not initialized. */
1419         CIS_ZERO,
1420         /** Initialized. */
1421         CIS_INIT,
1422         /** IO iteration started. */
1423         CIS_IT_STARTED,
1424         /** Locks taken. */
1425         CIS_LOCKED,
1426         /** Actual IO is in progress. */
1427         CIS_IO_GOING,
1428         /** IO for the current iteration finished. */
1429         CIS_IO_FINISHED,
1430         /** Locks released. */
1431         CIS_UNLOCKED,
1432         /** Iteration completed. */
1433         CIS_IT_ENDED,
1434         /** cl_io finalized. */
1435         CIS_FINI
1436 };
1437
1438 /**
1439  * IO state private for a layer.
1440  *
1441  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1442  * dynamically.
1443  *
1444  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1445  */
1446 struct cl_io_slice {
1447         struct cl_io                    *cis_io;
1448         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1449         struct cl_object                *cis_obj;
1450         /** io operations. Immutable after creation. */
1451         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1452         /**
1453          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1454          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1455          */
1456         struct list_head                cis_linkage;
1457 };
1458
1459 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1460                               struct cl_page *);
1461
1462 struct cl_read_ahead {
1463         /* Maximum page index the readahead window will end.
1464          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1465          * cra_end is included. */
1466         pgoff_t cra_end;
1467         /* Release routine. If readahead holds resources underneath, this
1468          * function should be called to release it. */
1469         void    (*cra_release)(const struct lu_env *env, void *cbdata);
1470         /* Callback data for cra_release routine */
1471         void    *cra_cbdata;
1472 };
1473
1474 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1475                                          struct cl_read_ahead *ra)
1476 {
1477         if (ra->cra_release != NULL)
1478                 ra->cra_release(env, ra->cra_cbdata);
1479         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1480 }
1481
1482
1483 /**
1484  * Per-layer io operations.
1485  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1486  */
1487 struct cl_io_operations {
1488         /**
1489          * Vector of io state transition methods for every io type.
1490          *
1491          * \see cl_page_operations::io
1492          */
1493         struct {
1494                 /**
1495                  * Prepare io iteration at a given layer.
1496                  *
1497                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1498                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1499                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1500                  *
1501                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1502                  */
1503                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1504                                       const struct cl_io_slice *slice);
1505                 /**
1506                  * Finalize io iteration.
1507                  *
1508                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1509                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1510                  * continued.
1511                  *
1512                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1513                  */
1514                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1515                                        const struct cl_io_slice *slice);
1516                 /**
1517                  * Collect locks for the current iteration of io.
1518                  *
1519                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1520                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1521                  * anything, instead it should post a lock through
1522                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1523                  * sorted and enqueued in the proper order.
1524                  */
1525                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1526                                   const struct cl_io_slice *slice);
1527                 /**
1528                  * Finalize unlocking.
1529                  *
1530                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1531                  * functionality, after generic code released all locks
1532                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1533                  */
1534                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1535                                     const struct cl_io_slice *slice);
1536                 /**
1537                  * Start io iteration.
1538                  *
1539                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1540                  * commence actual IO. In the current implementation,
1541                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1542                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1543                  * are called when everything is done.
1544                  */
1545                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1546                                   const struct cl_io_slice *slice);
1547                 /**
1548                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1549                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1550                  */
1551                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1552                                   const struct cl_io_slice *slice);
1553                 /**
1554                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1555                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1556                  */
1557                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1558                                     const struct cl_io_slice *slice,
1559                                     size_t nob);
1560                 /**
1561                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1562                  */
1563                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1564                                   const struct cl_io_slice *slice);
1565         } op[CIT_OP_NR];
1566
1567         /**
1568          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1569          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1570          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1571          * submission failed after some pages were moved into \a
1572          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1573          * executed on them.
1574          */
1575         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1576                         const struct cl_io_slice *slice,
1577                         enum cl_req_type crt,
1578                         struct cl_2queue *queue);
1579         /**
1580          * Queue async page for write.
1581          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1582          * cio_submit is for urgent request.
1583          */
1584         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1585                         const struct cl_io_slice *slice,
1586                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1587                         cl_commit_cbt cb);
1588         /**
1589          * Decide maximum read ahead extent
1590          *
1591          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1592          */
1593         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1594                               const struct cl_io_slice *slice,
1595                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1596         /**
1597          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1598          */
1599         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1600                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1601 };
1602
1603 /**
1604  * Flags to lock enqueue procedure.
1605  * \ingroup cl_lock
1606  */
1607 enum cl_enq_flags {
1608         /**
1609          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1610          * -EWOULDBLOCK is returned immediately.
1611          */
1612         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1613         /**
1614          * take lock asynchronously (out of order), as it cannot
1615          * deadlock. This is for LDLM_FL_HAS_INTENT locks used for glimpsing.
1616          */
1617         CEF_ASYNC        = 0x00000002,
1618         /**
1619          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1620          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1621          * protected by this lock, without sending them to the server.
1622          */
1623         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1624         /**
1625          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1626          * mmapped-buffer locks and glimpse locks that must be never converted
1627          * into lockless mode.
1628          *
1629          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock().
1630          */
1631         CEF_MUST         = 0x00000008,
1632         /**
1633          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1634          * not used currently.
1635          *
1636          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1637          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1638          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1639          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1640          * that are described by the enqueue flags.
1641          */
1642         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1643         /**
1644          * for async glimpse lock.
1645          */
1646         CEF_AGL          = 0x00000020,
1647         /**
1648          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1649          */
1650         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1651         /**
1652          * mask of enq_flags.
1653          */
1654         CEF_MASK         = 0x0000007f,
1655 };
1656
1657 /**
1658  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1659  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1660  */
1661 struct cl_io_lock_link {
1662         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1663         struct list_head        cill_linkage;
1664         struct cl_lock          cill_lock;
1665         /** optional destructor */
1666         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1667                                              struct cl_io_lock_link *link);
1668 };
1669 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1670
1671 /**
1672  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1673  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1674  * possible, because
1675  *
1676  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1677  *        "cascading timeouts";
1678  *
1679  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1680  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1681  *
1682  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1683  *
1684  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1685  *
1686  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1687  *
1688  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1689  *
1690  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1691  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1692  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1693  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1694  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1695  *
1696  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1697  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1698  * enqueued.
1699  */
1700 struct cl_lockset {
1701         /** locks to be acquired. */
1702         struct list_head  cls_todo;
1703         /** locks acquired. */
1704         struct list_head  cls_done;
1705 };
1706
1707 /**
1708  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1709  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1710  */
1711 enum cl_io_lock_dmd {
1712         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1713         CILR_MANDATORY = 0,
1714         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1715         CILR_MAYBE,
1716         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1717         CILR_NEVER
1718 };
1719
1720 enum cl_fsync_mode {
1721         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1722         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1723         /** start writeback and wait for them to finish */
1724         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1725         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1726         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1727         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1728          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1729         CL_FSYNC_ALL   = 3
1730 };
1731
1732 struct cl_io_rw_common {
1733         loff_t      crw_pos;
1734         size_t      crw_count;
1735         int         crw_nonblock;
1736 };
1737
1738
1739 /**
1740  * State for io.
1741  *
1742  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1743  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1744  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1745  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1746  * mutable cl_io fields.
1747  */
1748 struct cl_io {
1749         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1750         enum cl_io_type                ci_type;
1751         /** current state of cl_io state machine. */
1752         enum cl_io_state               ci_state;
1753         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1754         struct cl_object              *ci_obj;
1755         /**
1756          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1757          * creation.
1758          */
1759         struct cl_io                  *ci_parent;
1760         /** List of slices. Immutable after creation. */
1761         struct list_head                ci_layers;
1762         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1763         struct cl_lockset              ci_lockset;
1764         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1765         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1766         union {
1767                 struct cl_rd_io {
1768                         struct cl_io_rw_common rd;
1769                 } ci_rd;
1770                 struct cl_wr_io {
1771                         struct cl_io_rw_common wr;
1772                         int                    wr_append;
1773                         int                    wr_sync;
1774                 } ci_wr;
1775                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1776                 struct cl_setattr_io {
1777                         struct ost_lvb   sa_attr;
1778                         unsigned int     sa_valid;
1779                         int              sa_stripe_index;
1780                         struct lu_fid    *sa_parent_fid;
1781                         struct obd_capa  *sa_capa;
1782                 } ci_setattr;
1783                 struct cl_fault_io {
1784                         /** page index within file. */
1785                         pgoff_t         ft_index;
1786                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1787                         size_t          ft_nob;
1788                         /** writable page? for nopage() only */
1789                         int             ft_writable;
1790                         /** page of an executable? */
1791                         int             ft_executable;
1792                         /** page_mkwrite() */
1793                         int             ft_mkwrite;
1794                         /** resulting page */
1795                         struct cl_page *ft_page;
1796                 } ci_fault;
1797                 struct cl_fsync_io {
1798                         loff_t             fi_start;
1799                         loff_t             fi_end;
1800                         struct obd_capa   *fi_capa;
1801                         /** file system level fid */
1802                         struct lu_fid     *fi_fid;
1803                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1804                         /* how many pages were written/discarded */
1805                         unsigned int       fi_nr_written;
1806                 } ci_fsync;
1807         } u;
1808         struct cl_2queue     ci_queue;
1809         size_t               ci_nob;
1810         int                  ci_result;
1811         unsigned int         ci_continue:1,
1812         /**
1813          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1814          * don't do lockless i/o.
1815          */
1816                              ci_no_srvlock:1,
1817         /**
1818          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1819          */
1820                              ci_need_restart:1,
1821         /**
1822          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1823          * change(page operations, layout change causes all page to be
1824          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1825          */
1826                              ci_ignore_layout:1,
1827         /**
1828          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1829          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1830          * verify layout because HSM won't release openning files.
1831          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1832          * and setattr.
1833          */
1834                              ci_verify_layout:1,
1835         /**
1836          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1837          */
1838                              ci_restore_needed:1,
1839         /**
1840          * O_NOATIME
1841          */
1842                              ci_noatime:1;
1843         /**
1844          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1845          */
1846         unsigned             ci_owned_nr;
1847 };
1848
1849 /** @} cl_io */
1850
1851 /** \addtogroup cl_req cl_req
1852  * @{ */
1853 /** \struct cl_req
1854  * Transfer.
1855  *
1856  * There are two possible modes of transfer initiation on the client:
1857  *
1858  *     - immediate transfer: this is started when a high level io wants a page
1859  *       or a collection of pages to be transferred right away. Examples:
1860  *       read-ahead, synchronous read in the case of non-page aligned write,
1861  *       page write-out as a part of extent lock cancellation, page write-out
1862  *       as a part of memory cleansing. Immediate transfer can be both
1863  *       cl_req_type::CRT_READ and cl_req_type::CRT_WRITE;
1864  *
1865  *     - opportunistic transfer (cl_req_type::CRT_WRITE only), that happens
1866  *       when io wants to transfer a page to the server some time later, when
1867  *       it can be done efficiently. Example: pages dirtied by the write(2)
1868  *       path.
1869  *
1870  * In any case, transfer takes place in the form of a cl_req, which is a
1871  * representation for a network RPC.
1872  *
1873  * Pages queued for an opportunistic transfer are cached until it is decided
1874  * that efficient RPC can be composed of them. This decision is made by "a
1875  * req-formation engine", currently implemented as a part of osc
1876  * layer. Req-formation depends on many factors: the size of the resulting
1877  * RPC, whether or not multi-object RPCs are supported by the server,
1878  * max-rpc-in-flight limitations, size of the dirty cache, etc.
1879  *
1880  * For the immediate transfer io submits a cl_page_list, that req-formation
1881  * engine slices into cl_req's, possibly adding cached pages to some of
1882  * the resulting req's.
1883  *
1884  * Whenever a page from cl_page_list is added to a newly constructed req, its
1885  * cl_page_operations::cpo_prep() layer methods are called. At that moment,
1886  * page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_OWNED to
1887  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT or cl_page_state::CPS_PAGEIN, cl_page::cp_owner
1888  * is zeroed, and cl_page::cp_req is set to the
1889  * req. cl_page_operations::cpo_prep() method at the particular layer might
1890  * return -EALREADY to indicate that it does not need to submit this page
1891  * at all. This is possible, for example, if page, submitted for read,
1892  * became up-to-date in the meantime; and for write, the page don't have
1893  * dirty bit marked. \see cl_io_submit_rw()
1894  *
1895  * Whenever a cached page is added to a newly constructed req, its
1896  * cl_page_operations::cpo_make_ready() layer methods are called. At that
1897  * moment, page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_CACHED to
1898  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT, and cl_page::cp_req is set to
1899  * req. cl_page_operations::cpo_make_ready() method at the particular layer
1900  * might return -EAGAIN to indicate that this page is not eligible for the
1901  * transfer right now.
1902  *
1903  * FUTURE
1904  *
1905  * Plan is to divide transfers into "priority bands" (indicated when
1906  * submitting cl_page_list, and queuing a page for the opportunistic transfer)
1907  * and allow glueing of cached pages to immediate transfers only within single
1908  * band. This would make high priority transfers (like lock cancellation or
1909  * memory pressure induced write-out) really high priority.
1910  *
1911  */
1912
1913 /**
1914  * Per-transfer attributes.
1915  */
1916 struct cl_req_attr {
1917         /** Generic attributes for the server consumption. */
1918         struct obdo     *cra_oa;
1919         /** Capability. */
1920         struct obd_capa *cra_capa;
1921         /** Jobid */
1922         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1923 };
1924
1925 /**
1926  * Transfer request operations definable at every layer.
1927  *
1928  * Concurrency: transfer formation engine synchronizes calls to all transfer
1929  * methods.
1930  */
1931 struct cl_req_operations {
1932         /**
1933          * Invoked top-to-bottom by cl_req_prep() when transfer formation is
1934          * complete (all pages are added).
1935          *
1936          * \see osc_req_prep()
1937          */
1938         int  (*cro_prep)(const struct lu_env *env,
1939                          const struct cl_req_slice *slice);
1940         /**
1941          * Called top-to-bottom to fill in \a oa fields. This is called twice
1942          * with different flags, see bug 10150 and osc_build_req().
1943          *
1944          * \param obj an object from cl_req which attributes are to be set in
1945          *            \a oa.
1946          *
1947          * \param oa struct obdo where attributes are placed
1948          *
1949          * \param flags \a oa fields to be filled.
1950          */
1951         void (*cro_attr_set)(const struct lu_env *env,
1952                              const struct cl_req_slice *slice,
1953                              const struct cl_object *obj,
1954                              struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
1955         /**
1956          * Called top-to-bottom from cl_req_completion() to notify layers that
1957          * transfer completed. Has to free all state allocated by
1958          * cl_device_operations::cdo_req_init().
1959          */
1960         void (*cro_completion)(const struct lu_env *env,
1961                                const struct cl_req_slice *slice, int ioret);
1962 };
1963
1964 /**
1965  * A per-object state that (potentially multi-object) transfer request keeps.
1966  */
1967 struct cl_req_obj {
1968         /** object itself */
1969         struct cl_object   *ro_obj;
1970         /** reference to cl_req_obj::ro_obj. For debugging. */
1971         struct lu_ref_link  ro_obj_ref;
1972         /* something else? Number of pages for a given object? */
1973 };
1974
1975 /**
1976  * Transfer request.
1977  *
1978  * Transfer requests are not reference counted, because IO sub-system owns
1979  * them exclusively and knows when to free them.
1980  *
1981  * Life cycle.
1982  *
1983  * cl_req is created by cl_req_alloc() that calls
1984  * cl_device_operations::cdo_req_init() device methods to allocate per-req
1985  * state in every layer.
1986  *
1987  * Then pages are added (cl_req_page_add()), req keeps track of all objects it
1988  * contains pages for.
1989  *
1990  * Once all pages were collected, cl_page_operations::cpo_prep() method is
1991  * called top-to-bottom. At that point layers can modify req, let it pass, or
1992  * deny it completely. This is to support things like SNS that have transfer
1993  * ordering requirements invisible to the individual req-formation engine.
1994  *
1995  * On transfer completion (or transfer timeout, or failure to initiate the
1996  * transfer of an allocated req), cl_req_operations::cro_completion() method
1997  * is called, after execution of cl_page_operations::cpo_completion() of all
1998  * req's pages.
1999  */
2000 struct cl_req {
2001         enum cl_req_type        crq_type;
2002         /** A list of pages being transfered */
2003         struct list_head        crq_pages;
2004         /** Number of pages in cl_req::crq_pages */
2005         unsigned                crq_nrpages;
2006         /** An array of objects which pages are in ->crq_pages */
2007         struct cl_req_obj       *crq_o;
2008         /** Number of elements in cl_req::crq_objs[] */
2009         unsigned                crq_nrobjs;
2010         struct list_head        crq_layers;
2011 };
2012
2013 /**
2014  * Per-layer state for request.
2015  */
2016 struct cl_req_slice {
2017         struct cl_req                   *crs_req;
2018         struct cl_device                *crs_dev;
2019         struct list_head                 crs_linkage;
2020         const struct cl_req_operations  *crs_ops;
2021 };
2022
2023 /* @} cl_req */
2024
2025 enum cache_stats_item {
2026         /** how many cache lookups were performed */
2027         CS_lookup = 0,
2028         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2029         CS_hit,
2030         /** how many entities are in the cache right now */
2031         CS_total,
2032         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2033          * evicted) right now */
2034         CS_busy,
2035         /** how many entities were created at all */
2036         CS_create,
2037         CS_NR
2038 };
2039
2040 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2041
2042 /**
2043  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2044  */
2045 struct cache_stats {
2046         const char      *cs_name;
2047         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2048 };
2049
2050 /** These are not exported so far */
2051 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2052
2053 /**
2054  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2055  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2056  * clients to co-exist in the single address space.
2057  */
2058 struct cl_site {
2059         struct lu_site          cs_lu;
2060         /**
2061          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2062          * per-cpu counters is needed.
2063          *
2064          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2065          *
2066          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2067          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2068          */
2069         struct cache_stats      cs_pages;
2070         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2071 };
2072
2073 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2074 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2075 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2076
2077 /**
2078  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2079  * ll_rd_*()-style functions.
2080  */
2081 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2082
2083 /**
2084  * \name helpers
2085  *
2086  * Type conversion and accessory functions.
2087  */
2088 /** @{ */
2089
2090 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2091 {
2092         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2093 }
2094
2095 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2096 {
2097         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2098         return container_of0(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2099 }
2100
2101 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2102 {
2103         return &d->cd_lu_dev;
2104 }
2105
2106 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2107 {
2108         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2109         return container_of0(o, struct cl_object, co_lu);
2110 }
2111
2112 static inline const struct cl_object_conf *
2113 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2114 {
2115         return container_of0(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2116 }
2117
2118 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2119 {
2120         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2121 }
2122
2123 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2124 {
2125         return container_of0(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2126 }
2127
2128 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2129 {
2130         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2131 }
2132
2133 static inline
2134 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2135 {
2136         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2137 }
2138
2139 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2140 {
2141         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2142 }
2143
2144 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2145 {
2146         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2147 }
2148
2149 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2150                        struct cl_object *obj, pgoff_t index,
2151                        const struct cl_page_operations *ops);
2152 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2153                        struct cl_object *obj,
2154                        const struct cl_lock_operations *ops);
2155 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2156                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2157 void cl_req_slice_add(struct cl_req *req, struct cl_req_slice *slice,
2158                       struct cl_device *dev,
2159                       const struct cl_req_operations *ops);
2160 /** @} helpers */
2161
2162 /** \defgroup cl_object cl_object
2163  * @{ */
2164 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2165 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2166                                  const struct lu_fid *fid,
2167                                  const struct cl_object_conf *c);
2168
2169 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2170 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2171 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2172 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2173 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2174 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2175 int  cl_object_attr_get   (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2176                            struct cl_attr *attr);
2177 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2178                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2179 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2180                            struct ost_lvb *lvb);
2181 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2182                            const struct cl_object_conf *conf);
2183 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2184 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2185 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2186                         struct lov_user_md __user *lum);
2187 int cl_object_find_cbdata(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2188                           ldlm_iterator_t iter, void *data);
2189 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2190                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2191                      size_t *buflen);
2192
2193 /**
2194  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2195  */
2196 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2197 {
2198         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2199 }
2200
2201 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2202 {
2203         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2204         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2205         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2206 }
2207
2208 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2209                                          struct cl_page *page)
2210 {
2211         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2212 }
2213
2214 /**
2215  * Return refcount of cl_object.
2216  */
2217 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2218 {
2219         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2220         return atomic_read(&header->loh_ref);
2221 }
2222
2223 /** @} cl_object */
2224
2225 /** \defgroup cl_page cl_page
2226  * @{ */
2227 enum {
2228         CLP_GANG_OKAY = 0,
2229         CLP_GANG_RESCHED,
2230         CLP_GANG_AGAIN,
2231         CLP_GANG_ABORT
2232 };
2233 /* callback of cl_page_gang_lookup() */
2234
2235 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2236                                      struct cl_object *obj,
2237                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2238                                      enum cl_page_type type);
2239 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2240                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2241                                      struct page *vmpage,
2242                                      enum cl_page_type type);
2243 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2244 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2245                                      struct cl_page *page);
2246 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2247                                      lu_printer_t printer,
2248                                      const struct cl_page *pg);
2249 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2250                                      lu_printer_t printer,
2251                                      const struct cl_page *pg);
2252 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2253 struct cl_page *cl_page_top         (struct cl_page *page);
2254
2255 const struct cl_page_slice *cl_page_at(const struct cl_page *page,
2256                                        const struct lu_device_type *dtype);
2257
2258 /**
2259  * \name ownership
2260  *
2261  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2262  */
2263 /** @{ */
2264
2265 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2266                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2267 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2268                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2269 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2270                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2271 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2272                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2273 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2274                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2275 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2276
2277 /** @} ownership */
2278
2279 /**
2280  * \name transfer
2281  *
2282  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2283  * tracking transfer state.
2284  */
2285 /** @{ */
2286 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2287                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2288 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2289                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2290 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2291                          enum cl_req_type crt);
2292 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2293                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2294 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2295                          int from, int to);
2296 int  cl_page_cancel     (const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2297 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2298                          struct cl_page *pg);
2299
2300 /** @} transfer */
2301
2302
2303 /**
2304  * \name helper routines
2305  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2306  */
2307 /** @{ */
2308 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2309                         struct cl_page *pg);
2310 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2311 int     cl_page_is_vmlocked(const struct lu_env *env,
2312                             const struct cl_page *pg);
2313 void    cl_page_export(const struct lu_env *env,
2314                        struct cl_page *pg, int uptodate);
2315 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2316 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2317 size_t  cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2318
2319 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2320                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2321 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2322                          lu_printer_t printer,
2323                          const struct cl_lock_descr *descr);
2324 /* @} helper */
2325
2326 /**
2327  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2328  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2329  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2330  * layer for recovery purposes.
2331  */
2332 struct cl_client_cache {
2333         /**
2334          * # of client cache refcount
2335          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2336          */
2337         atomic_t                ccc_users;
2338         /**
2339          * # of threads are doing shrinking
2340          */
2341         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2342         /**
2343          * # of LRU entries available
2344          */
2345         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2346         /**
2347          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2348          */
2349         struct list_head        ccc_lru;
2350         /**
2351          * Max # of LRU entries
2352          */
2353         unsigned long           ccc_lru_max;
2354         /**
2355          * Lock to protect ccc_lru list
2356          */
2357         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2358         /**
2359          * Set if unstable check is enabled
2360          */
2361         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2362         /**
2363          * # of unstable pages for this mount point
2364          */
2365         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2366         /**
2367          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2368          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2369          */
2370         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2371 };
2372 /**
2373  * cl_cache functions
2374  */
2375 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2376 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2377 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2378
2379 /** @} cl_page */
2380
2381 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2382  * @{ */
2383 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2384                     struct cl_lock *lock);
2385 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2386                  const struct cl_io *io);
2387 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2388 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2389                                        const struct lu_device_type *dtype);
2390 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2391
2392 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2393                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2394 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2395
2396 /** @} cl_lock */
2397
2398 /** \defgroup cl_io cl_io
2399  * @{ */
2400
2401 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2402                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2403 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2404                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2405 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2406                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2407 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2408
2409 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2410 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2411 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2412 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2413 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2414 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2415 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2416 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2417                           struct cl_io_lock_link *link);
2418 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2419                            struct cl_lock_descr *descr);
2420 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2421                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2422 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2423                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2424                           long timeout);
2425 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2426                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2427                           cl_commit_cbt cb);
2428 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2429                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2430 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2431                           size_t nob);
2432 int   cl_io_cancel       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2433                           struct cl_page_list *queue);
2434 int   cl_io_is_going     (const struct lu_env *env);
2435
2436 /**
2437  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2438  */
2439 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2440 {
2441         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2442 }
2443
2444 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2445 {
2446         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2447 }
2448
2449 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2450 {
2451         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2452 }
2453
2454 /**
2455  * True, iff \a io is a truncate(2).
2456  */
2457 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2458 {
2459         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2460                 (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_SIZE);
2461 }
2462
2463 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2464
2465 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2466                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2467
2468 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2469 do {                                                                    \
2470         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2471                                                                         \
2472         CLASSERT(offsetof(typeof(*__foo_io), base) == 0);               \
2473         memset(&__foo_io->base + 1, 0,                                  \
2474                (sizeof *__foo_io) - sizeof __foo_io->base);             \
2475 } while (0)
2476
2477 /** @} cl_io */
2478
2479 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2480  * @{ */
2481
2482 /**
2483  * Last page in the page list.
2484  */
2485 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2486 {
2487         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2488         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2489 }
2490
2491 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2492 {
2493         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2494         return list_entry(plist->pl_pages.next, struct cl_page, cp_batch);
2495 }
2496
2497 /**
2498  * Iterate over pages in a page list.
2499  */
2500 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2501         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2502
2503 /**
2504  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2505  */
2506 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2507         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2508
2509 void cl_page_list_init   (struct cl_page_list *plist);
2510 void cl_page_list_add    (struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2511 void cl_page_list_move   (struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2512                           struct cl_page *page);
2513 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2514                           struct cl_page *page);
2515 void cl_page_list_splice (struct cl_page_list *list,
2516                           struct cl_page_list *head);
2517 void cl_page_list_del    (const struct lu_env *env,
2518                           struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2519 void cl_page_list_disown (const struct lu_env *env,
2520                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2521 int  cl_page_list_own    (const struct lu_env *env,
2522                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2523 void cl_page_list_assume (const struct lu_env *env,
2524                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2525 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2526                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2527 void cl_page_list_fini   (const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2528
2529 void cl_2queue_init     (struct cl_2queue *queue);
2530 void cl_2queue_add      (struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2531 void cl_2queue_disown   (const struct lu_env *env,
2532                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2533 void cl_2queue_assume   (const struct lu_env *env,
2534                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2535 void cl_2queue_discard  (const struct lu_env *env,
2536                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2537 void cl_2queue_fini     (const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2538 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2539
2540 /** @} cl_page_list */
2541
2542 /** \defgroup cl_req cl_req
2543  * @{ */
2544 struct cl_req *cl_req_alloc(const struct lu_env *env, struct cl_page *page,
2545                             enum cl_req_type crt, int nr_objects);
2546
2547 void cl_req_page_add  (const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2548                        struct cl_page *page);
2549 void cl_req_page_done (const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2550 int  cl_req_prep      (const struct lu_env *env, struct cl_req *req);
2551 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2552                      struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
2553 void cl_req_completion(const struct lu_env *env, struct cl_req *req, int ioret);
2554
2555 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2556  * @{ */
2557
2558 /**
2559  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2560  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2561  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2562  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2563  */
2564 struct cl_sync_io {
2565         /** number of pages yet to be transferred. */
2566         atomic_t                csi_sync_nr;
2567         /** error code. */
2568         int                     csi_sync_rc;
2569         /** barrier of destroy this structure */
2570         atomic_t                csi_barrier;
2571         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2572         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2573         /** callback to invoke when this IO is finished */
2574         void                    (*csi_end_io)(const struct lu_env *,
2575                                               struct cl_sync_io *);
2576 };
2577
2578 void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
2579                      void (*end)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *));
2580 int  cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2581                      long timeout);
2582 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2583                      int ioret);
2584 void cl_sync_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor);
2585
2586 /** @} cl_sync_io */
2587
2588 /** @} cl_req */
2589
2590 /** \defgroup cl_env cl_env
2591  *
2592  * lu_env handling for a client.
2593  *
2594  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2595  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2596  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2597  * where
2598  *
2599  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2600  *
2601  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2602  *
2603  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2604  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2605  * into VFS or MM that call back into lustre.
2606  *
2607  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2608  * optimizations:
2609  *
2610  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2611  *     longer used environments instead of destroying them;
2612  *
2613  *     - there is a notion of "current" environment, attached to the kernel
2614  *     data structure representing current thread Top-level lustre code
2615  *     allocates an environment and makes it current, then calls into
2616  *     non-lustre code, that in turn calls lustre back. Low-level lustre
2617  *     code thus called can fetch environment created by the top-level code
2618  *     and reuse it, avoiding additional environment allocation.
2619  *       Right now, three interfaces can attach the cl_env to running thread:
2620  *       - cl_env_get
2621  *       - cl_env_implant
2622  *       - cl_env_reexit(cl_env_reenter had to be called priorly)
2623  *
2624  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2625  * @{ */
2626
2627 struct cl_env_nest {
2628         int   cen_refcheck;
2629         void *cen_cookie;
2630 };
2631
2632 struct lu_env *cl_env_peek       (int *refcheck);
2633 struct lu_env *cl_env_get        (int *refcheck);
2634 struct lu_env *cl_env_alloc      (int *refcheck, __u32 tags);
2635 struct lu_env *cl_env_nested_get (struct cl_env_nest *nest);
2636 void           cl_env_put        (struct lu_env *env, int *refcheck);
2637 void           cl_env_nested_put (struct cl_env_nest *nest, struct lu_env *env);
2638 void          *cl_env_reenter    (void);
2639 void           cl_env_reexit     (void *cookie);
2640 void           cl_env_implant    (struct lu_env *env, int *refcheck);
2641 void           cl_env_unplant    (struct lu_env *env, int *refcheck);
2642 unsigned       cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2643 struct lu_env *cl_env_percpu_get (void);
2644 void           cl_env_percpu_put (struct lu_env *env);
2645
2646 /** @} cl_env */
2647
2648 /*
2649  * Misc
2650  */
2651 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2652 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2653
2654 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2655                                 struct lu_device_type *ldt,
2656                                 struct lu_device *next);
2657 /** @} clio */
2658
2659 int cl_global_init(void);
2660 void cl_global_fini(void);
2661
2662 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */