Whamcloud - gitweb
24d8314b21822f5a2c0fcce73d6a66044de2ca0b
[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 obd_info;
109 struct inode;
110
111 struct cl_device;
112 struct cl_device_operations;
113
114 struct cl_object;
115 struct cl_object_page_operations;
116 struct cl_object_lock_operations;
117
118 struct cl_page;
119 struct cl_page_slice;
120 struct cl_lock;
121 struct cl_lock_slice;
122
123 struct cl_lock_operations;
124 struct cl_page_operations;
125
126 struct cl_io;
127 struct cl_io_slice;
128
129 struct cl_req;
130 struct cl_req_slice;
131
132 /**
133  * Operations for each data device in the client stack.
134  *
135  * \see vvp_cl_ops, lov_cl_ops, lovsub_cl_ops, osc_cl_ops
136  */
137 struct cl_device_operations {
138         /**
139          * Initialize cl_req. This method is called top-to-bottom on all
140          * devices in the stack to get them a chance to allocate layer-private
141          * data, and to attach them to the cl_req by calling
142          * cl_req_slice_add().
143          *
144          * \see osc_req_init(), lov_req_init(), lovsub_req_init()
145          * \see vvp_req_init()
146          */
147         int (*cdo_req_init)(const struct lu_env *env, struct cl_device *dev,
148                             struct cl_req *req);
149 };
150
151 /**
152  * Device in the client stack.
153  *
154  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
155  */
156 struct cl_device {
157         /** Super-class. */
158         struct lu_device                   cd_lu_dev;
159         /** Per-layer operation vector. */
160         const struct cl_device_operations *cd_ops;
161 };
162
163 /** \addtogroup cl_object cl_object
164  * @{ */
165 /**
166  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
167  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
168  * from sub-objects' ones.
169  */
170 struct cl_attr {
171         /** Object size, in bytes */
172         loff_t cat_size;
173         /**
174          * Known minimal size, in bytes.
175          *
176          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
177          */
178         loff_t cat_kms;
179         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
180         time_t cat_mtime;
181         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
182         time_t cat_atime;
183         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
184         time_t cat_ctime;
185         /**
186          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
187          *
188          * \todo XXX An interface for block size is needed.
189          */
190         __u64  cat_blocks;
191         /**
192          * User identifier for quota purposes.
193          */
194         uid_t  cat_uid;
195         /**
196          * Group identifier for quota purposes.
197          */
198         gid_t  cat_gid;
199
200         /* nlink of the directory */
201         __u64  cat_nlink;
202 };
203
204 /**
205  * Fields in cl_attr that are being set.
206  */
207 enum cl_attr_valid {
208         CAT_SIZE   = 1 << 0,
209         CAT_KMS    = 1 << 1,
210         CAT_MTIME  = 1 << 3,
211         CAT_ATIME  = 1 << 4,
212         CAT_CTIME  = 1 << 5,
213         CAT_BLOCKS = 1 << 6,
214         CAT_UID    = 1 << 7,
215         CAT_GID    = 1 << 8
216 };
217
218 /**
219  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
220  * stacks.
221  *
222  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
223  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
224  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
225  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
226  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
227  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
228  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
229  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
230  *    table.
231  *
232  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
233  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
234  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
235  *    layers:
236  *
237  *        - vvp
238  *        - lov
239  *
240  *    whereas its sub-objects are composed of
241  *
242  *        - lovsub
243  *        - osc
244  *
245  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
246  *    track of the object-subobject relationship.
247  *
248  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
249  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
250  *    destroyed too.
251  *
252  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
253  */
254 struct cl_object {
255         /** super class */
256         struct lu_object                   co_lu;
257         /** per-object-layer operations */
258         const struct cl_object_operations *co_ops;
259         /** offset of page slice in cl_page buffer */
260         int                                co_slice_off;
261 };
262
263 /**
264  * Description of the client object configuration. This is used for the
265  * creation of a new client object that is identified by a more state than
266  * fid.
267  */
268 struct cl_object_conf {
269         /** Super-class. */
270         struct lu_object_conf     coc_lu;
271         union {
272                 /**
273                  * Object layout. This is consumed by lov.
274                  */
275                 struct lustre_md *coc_md;
276                 /**
277                  * Description of particular stripe location in the
278                  * cluster. This is consumed by osc.
279                  */
280                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
281         } u;
282         /**
283          * VFS inode. This is consumed by vvp.
284          */
285         struct inode             *coc_inode;
286         /**
287          * Layout lock handle.
288          */
289         struct ldlm_lock         *coc_lock;
290         /**
291          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
292          */
293         int                       coc_opc;
294 };
295
296 enum {
297         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
298          * holding layout lock. */
299         OBJECT_CONF_SET = 0,
300         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
301          * layout lock. */
302         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
303         /** wait for old layout to go away so that new layout can be
304          * set up. */
305         OBJECT_CONF_WAIT = 2
306 };
307
308 enum {
309         CL_LAYOUT_GEN_NONE      = (u32)-2,      /* layout lock was cancelled */
310         CL_LAYOUT_GEN_EMPTY     = (u32)-1,      /* for empty layout */
311 };
312
313 struct cl_layout {
314         /** the buffer to return the layout in lov_mds_md format. */
315         struct lu_buf   cl_buf;
316         /** size of layout in lov_mds_md format. */
317         size_t          cl_size;
318         /** Layout generation. */
319         u32             cl_layout_gen;
320         /** True if this is a released file.
321          * Temporarily added for released file truncate in ll_setattr_raw().
322          * It will be removed later. -Jinshan */
323         bool            cl_is_released;
324 };
325
326 /**
327  * Operations implemented for each cl object layer.
328  *
329  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
330  */
331 struct cl_object_operations {
332         /**
333          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
334          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
335          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
336          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
337          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
338          * sense). Optional.
339          *
340          * \retval NULL success.
341          *
342          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
343          *
344          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
345          *         to be used instead of newly created.
346          */
347         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
348                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
349         /**
350          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
351          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
352          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
353          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
354          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
355          */
356         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
357                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
358                               const struct cl_io *io);
359         /**
360          * Initialize io state for a given layer.
361          *
362          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
363          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
364          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
365          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
366          * participating in this io share the same session.
367          */
368         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
369                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
370         /**
371          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
372          * called top-to-bottom through all object layers.
373          *
374          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
375          *
376          * \return   0: to continue
377          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
378          *              from enclosing cl_object_attr_get())
379          * \return -ve: to signal error
380          */
381         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
382                             struct cl_attr *attr);
383         /**
384          * Update attributes.
385          *
386          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
387          * indicating what attributes are to be set.
388          *
389          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
390          *
391          * \return the same convention as for
392          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
393          */
394         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
395                                const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
396         /**
397          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
398          * configuration.
399          *
400          * XXX error conditions and handling.
401          */
402         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
403                             const struct cl_object_conf *conf);
404         /**
405          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
406          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
407          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
408          *
409          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
410          * \see osc_object_glimpse()
411          */
412         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
413                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
414         /**
415          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
416          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
417          * mainly pages and locks.
418          */
419         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
420         /**
421          * Object getstripe method.
422          */
423         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
424                              struct lov_user_md __user *lum);
425         /**
426          * Find whether there is any callback data (ldlm lock) attached upon
427          * the object.
428          */
429         int (*coo_find_cbdata)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
430                                ldlm_iterator_t iter, void *data);
431         /**
432          * Get FIEMAP mapping from the object.
433          */
434         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
435                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
436                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
437         /**
438          * Get layout and generation of the object.
439          */
440         int (*coo_layout_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
441                               struct cl_layout *layout);
442         /**
443          * Get maximum size of the object.
444          */
445         loff_t (*coo_maxbytes)(struct cl_object *obj);
446 };
447
448 /**
449  * Extended header for client object.
450  */
451 struct cl_object_header {
452         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
453          * here. */
454         struct lu_object_header coh_lu;
455
456         /**
457          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
458          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
459          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
460          * field allows certain code to be written generically, without
461          * limiting possible cl_object layouts unduly.
462          */
463         struct cl_object_header *coh_parent;
464         /**
465          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
466          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
467          * from.
468          *
469          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
470          */
471         spinlock_t               coh_attr_guard;
472         /**
473          * Size of cl_page + page slices
474          */
475         unsigned short           coh_page_bufsize;
476         /**
477          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
478          * sub-object, etc.
479          */
480         unsigned char            coh_nesting;
481 };
482
483 /**
484  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
485  * layer top-to-bottom to \a slice.
486  */
487 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
488         list_for_each_entry((slice),                            \
489                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
490                             co_lu.lo_linkage)
491
492 /**
493  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
494  * layer bottom-to-top to \a slice.
495  */
496 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
497         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
498                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
499                                     co_lu.lo_linkage)
500
501 /** @} cl_object */
502
503 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
504
505 /** \addtogroup cl_page cl_page
506  * @{ */
507
508 /** \struct cl_page
509  * Layered client page.
510  *
511  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
512  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
513  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
514  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
515  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
516  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
517  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
518  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
519  *
520  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
521  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
522  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
523  *    current design) that
524  *
525  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
526  *          memory pressure),
527  *
528  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
529  *          environment.
530  *
531  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
532  *    established when cl_page is created.
533  *
534  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
535  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
536  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
537  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
538  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
539  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
540  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
541  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
542  *
543  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
544  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
545  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
546  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
547  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
548  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
549  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
550  *    different ways to own a page in the client:
551  *
552  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
553  *
554  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
555  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
556  *
557  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
558  *    cl_page_unassume().
559  *
560  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
561  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
562  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
563  *    destroyed.
564  *
565  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
566  *    pages is the following:
567  *
568  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
569  *          to a page:
570  *
571  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
572  *              spin-lock;
573  *
574  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
575  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
576  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
577  *
578  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
579  *          ways are severed with the proper synchronization
580  *          (cl_page_delete());
581  *
582  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
583  *          lock;
584  *
585  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
586  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
587  *
588  *    Together this guarantees that when last reference to a
589  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
590  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
591  *    ones exist.
592  *
593  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
594  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
595  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
596  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
597  *    page.
598  *
599  * Linux Kernel implementation.
600  *
601  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
602  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
603  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
604  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
605  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
606  *    private data structures).
607  *
608  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
609  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
610  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
611  *    transfer.
612  *
613  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
614  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
615  */
616
617 /**
618  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
619  *
620  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
621  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
622  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
623  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
624  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
625  * are interested in them.
626  */
627 enum cl_page_state {
628         /**
629          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
630          * following cases:
631          *
632          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
633          *     owns it;
634          *
635          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
636          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
637          *     into an cl_req being constructed, and yanks it from the cache;
638          *
639          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
640          *     evict the page form the memory;
641          *
642          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
643          */
644         CPS_CACHED,
645         /**
646          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
647          * state as a result of
648          *
649          *     - io creating new page and immediately owning it;
650          *
651          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
652          *     and owning it;
653          *
654          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
655          *     and waiting for owner to release the page;
656          *
657          * Page leaves owned state in the following cases:
658          *
659          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
660          *     the cache, doing nothing;
661          *
662          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
663          *     this page;
664          *
665          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
666          *     transfer for this page;
667          *
668          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
669          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
670          *
671          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
672          */
673         CPS_OWNED,
674         /**
675          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
676          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
677          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
678          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
679          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
680          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
681          * made by the hosting environment (that effectively means that the
682          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
683          * advance". This property is mentioned, because it is important when
684          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
685          * enter this state as a result of
686          *
687          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
688          *     write-out of this page, or
689          *
690          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
691          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
692          *     transfer.
693          *
694          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
695          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
696          *
697          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
698          *
699          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
700          */
701         CPS_PAGEOUT,
702         /**
703          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
704          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
705          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
706          * construction of read cl_req from cached, presumably not up to date,
707          * pages.
708          *
709          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
710          *
711          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
712          */
713         CPS_PAGEIN,
714         /**
715          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
716          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
717          * of truncate.
718          *
719          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
720          *
721          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
722          */
723         CPS_FREEING,
724         CPS_NR
725 };
726
727 enum cl_page_type {
728         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
729          * belongs to. */
730         CPT_CACHEABLE = 1,
731
732         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
733          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
734          *  it is used in DirectIO, lockless IO and liblustre. */
735         CPT_TRANSIENT,
736 };
737
738 /**
739  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
740  * immutables.
741  *
742  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
743  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
744  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
745  * cl_page::cp_owner (when set).
746  */
747 struct cl_page {
748         /** Reference counter. */
749         atomic_t                 cp_ref;
750         /** Transfer error. */
751         int                      cp_error;
752         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
753         struct cl_object        *cp_obj;
754         /** vmpage */
755         struct page             *cp_vmpage;
756         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
757         struct list_head         cp_batch;
758         /** List of slices. Immutable after creation. */
759         struct list_head         cp_layers;
760         /** Linkage of pages within cl_req. */
761         struct list_head         cp_flight;
762         /**
763          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
764          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
765          */
766         const enum cl_page_state cp_state;
767         /**
768          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
769          * creation.
770          */
771         enum cl_page_type        cp_type;
772
773         /**
774          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
775          * by sub-io. Protected by a VM lock.
776          */
777         struct cl_io            *cp_owner;
778         /**
779          * Owning IO request in cl_page_state::CPS_PAGEOUT and
780          * cl_page_state::CPS_PAGEIN states. This field is maintained only in
781          * the top-level pages. Protected by a VM lock.
782          */
783         struct cl_req           *cp_req;
784         /** List of references to this page, for debugging. */
785         struct lu_ref            cp_reference;
786         /** Link to an object, for debugging. */
787         struct lu_ref_link       cp_obj_ref;
788         /** Link to a queue, for debugging. */
789         struct lu_ref_link       cp_queue_ref;
790         /** Assigned if doing a sync_io */
791         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
792 };
793
794 /**
795  * Per-layer part of cl_page.
796  *
797  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
798  */
799 struct cl_page_slice {
800         struct cl_page                  *cpl_page;
801         pgoff_t                          cpl_index;
802         /**
803          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
804          * creation.
805          */
806         struct cl_object                *cpl_obj;
807         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
808         /** Linkage into cl_page::cp_layers. Immutable after creation. */
809         struct list_head                 cpl_linkage;
810 };
811
812 /**
813  * Lock mode. For the client extent locks.
814  *
815  * \ingroup cl_lock
816  */
817 enum cl_lock_mode {
818         CLM_READ,
819         CLM_WRITE,
820         CLM_GROUP,
821         CLM_MAX,
822 };
823
824 /**
825  * Requested transfer type.
826  * \ingroup cl_req
827  */
828 enum cl_req_type {
829         CRT_READ,
830         CRT_WRITE,
831         CRT_NR
832 };
833
834 /**
835  * Per-layer page operations.
836  *
837  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
838  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
839  * the obvious cases (like cl_page_operations::cpo_own()).
840  *
841  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
842  */
843 struct cl_page_operations {
844         /**
845          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
846          * implement these. Current code assumes that this functionality is
847          * provided by the topmost layer, see cl_page_disown0() as an example.
848          */
849
850         /**
851          * Called when \a io acquires this page into the exclusive
852          * ownership. When this method returns, it is guaranteed that the is
853          * not owned by other io, and no transfer is going on against
854          * it. Optional.
855          *
856          * \see cl_page_own()
857          * \see vvp_page_own(), lov_page_own()
858          */
859         int  (*cpo_own)(const struct lu_env *env,
860                         const struct cl_page_slice *slice,
861                         struct cl_io *io, int nonblock);
862         /** Called when ownership it yielded. Optional.
863          *
864          * \see cl_page_disown()
865          * \see vvp_page_disown()
866          */
867         void (*cpo_disown)(const struct lu_env *env,
868                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
869         /**
870          * Called for a page that is already "owned" by \a io from VM point of
871          * view. Optional.
872          *
873          * \see cl_page_assume()
874          * \see vvp_page_assume(), lov_page_assume()
875          */
876         void (*cpo_assume)(const struct lu_env *env,
877                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
878         /** Dual to cl_page_operations::cpo_assume(). Optional. Called
879          * bottom-to-top when IO releases a page without actually unlocking
880          * it.
881          *
882          * \see cl_page_unassume()
883          * \see vvp_page_unassume()
884          */
885         void (*cpo_unassume)(const struct lu_env *env,
886                              const struct cl_page_slice *slice,
887                              struct cl_io *io);
888         /**
889          * Announces whether the page contains valid data or not by \a uptodate.
890          *
891          * \see cl_page_export()
892          * \see vvp_page_export()
893          */
894         void  (*cpo_export)(const struct lu_env *env,
895                             const struct cl_page_slice *slice, int uptodate);
896         /**
897          * Checks whether underlying VM page is locked (in the suitable
898          * sense). Used for assertions.
899          *
900          * \retval    -EBUSY: page is protected by a lock of a given mode;
901          * \retval  -ENODATA: page is not protected by a lock;
902          * \retval         0: this layer cannot decide. (Should never happen.)
903          */
904         int (*cpo_is_vmlocked)(const struct lu_env *env,
905                                const struct cl_page_slice *slice);
906         /**
907          * Page destruction.
908          */
909
910         /**
911          * Called when page is truncated from the object. Optional.
912          *
913          * \see cl_page_discard()
914          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
915          */
916         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
917                             const struct cl_page_slice *slice,
918                             struct cl_io *io);
919         /**
920          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
921          * destroyed. Optional.
922          *
923          * \see cl_page_delete()
924          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
925          */
926         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
927                            const struct cl_page_slice *slice);
928         /** Destructor. Frees resources and slice itself. */
929         void (*cpo_fini)(const struct lu_env *env,
930                          struct cl_page_slice *slice);
931         /**
932          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
933          *
934          * \see cl_page_print()
935          */
936         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
937                          const struct cl_page_slice *slice,
938                          void *cookie, lu_printer_t p);
939         /**
940          * \name transfer
941          *
942          * Transfer methods. See comment on cl_req for a description of
943          * transfer formation and life-cycle.
944          *
945          * @{
946          */
947         /**
948          * Request type dependent vector of operations.
949          *
950          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
951          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
952          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
953          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
954          * provided. That is, method invocation usually looks like
955          *
956          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
957          */
958         struct {
959                 /**
960                  * Called when a page is submitted for a transfer as a part of
961                  * cl_page_list.
962                  *
963                  * \return    0         : page is eligible for submission;
964                  * \return    -EALREADY : skip this page;
965                  * \return    -ve       : error.
966                  *
967                  * \see cl_page_prep()
968                  */
969                 int  (*cpo_prep)(const struct lu_env *env,
970                                  const struct cl_page_slice *slice,
971                                  struct cl_io *io);
972                 /**
973                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
974                  * fired after cl_page_operations::cpo_prep() or
975                  * cl_page_operations::cpo_make_ready() call.
976                  *
977                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
978                  * guaranteed however, that the page involved and its object
979                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
980                  * safe).
981                  *
982                  * \see cl_page_completion()
983                  */
984                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
985                                        const struct cl_page_slice *slice,
986                                        int ioret);
987                 /**
988                  * Called when cached page is about to be added to the
989                  * cl_req as a part of req formation.
990                  *
991                  * \return    0       : proceed with this page;
992                  * \return    -EAGAIN : skip this page;
993                  * \return    -ve     : error.
994                  *
995                  * \see cl_page_make_ready()
996                  */
997                 int  (*cpo_make_ready)(const struct lu_env *env,
998                                        const struct cl_page_slice *slice);
999         } io[CRT_NR];
1000         /**
1001          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
1002          * transmitted.
1003          *
1004          * This is used for immediate transfers.
1005          *
1006          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
1007          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
1008          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
1009          * this for page queues.
1010          *
1011          * \see cl_page_clip()
1012          */
1013         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
1014                          const struct cl_page_slice *slice,
1015                          int from, int to);
1016         /**
1017          * \pre  the page was queued for transferring.
1018          * \post page is removed from client's pending list, or -EBUSY
1019          *       is returned if it has already been in transferring.
1020          *
1021          * This is one of seldom page operation which is:
1022          * 0. called from top level;
1023          * 1. don't have vmpage locked;
1024          * 2. every layer should synchronize execution of its ->cpo_cancel()
1025          *    with completion handlers. Osc uses client obd lock for this
1026          *    purpose. Based on there is no vvp_page_cancel and
1027          *    lov_page_cancel(), cpo_cancel is defacto protected by client lock.
1028          *
1029          * \see osc_page_cancel().
1030          */
1031         int (*cpo_cancel)(const struct lu_env *env,
1032                           const struct cl_page_slice *slice);
1033         /**
1034          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
1035          * right now.
1036          *
1037          * \see cl_page_flush()
1038          */
1039         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
1040                          const struct cl_page_slice *slice,
1041                          struct cl_io *io);
1042         /** @} transfer */
1043 };
1044
1045 /**
1046  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
1047  */
1048 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
1049 do {                                                                    \
1050         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1051                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1052                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
1053                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1054         }                                                               \
1055 } while (0)
1056
1057 /**
1058  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
1059  */
1060 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
1061 do {                                                                          \
1062         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
1063                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
1064                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
1065                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
1066         }                                                                     \
1067 } while (0)
1068
1069 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
1070 {
1071         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
1072         return page->cp_vmpage;
1073 }
1074
1075 /**
1076  * Check if a cl_page is in use.
1077  *
1078  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
1079  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
1080  */
1081 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1082 {
1083         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
1084 }
1085
1086 /**
1087  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
1088  */
1089 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1090 /**
1091  * Caller doesn't hold a refcount.
1092  */
1093 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1094
1095 /** @} cl_page */
1096
1097 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1098  * @{ */
1099 /** \struct cl_lock
1100  *
1101  * Extent locking on the client.
1102  *
1103  * LAYERING
1104  *
1105  * The locking model of the new client code is built around
1106  *
1107  *        struct cl_lock
1108  *
1109  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1110  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1111  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1112  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1113  *
1114  * Typical cl_lock consists of the two layers:
1115  *
1116  *     - vvp_lock (vvp specific data), and
1117  *     - lov_lock (lov specific data).
1118  *
1119  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1120  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1121  *
1122  *     - lovsub_lock, and
1123  *     - osc_lock
1124  *
1125  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1126  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1127  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1128  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1129  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1130  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1131  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1132  *
1133  * LIFE CYCLE
1134  *
1135  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1136  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1137  * I/O is complete.
1138  *
1139  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1140  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1141  *
1142  * INTERFACE AND USAGE
1143  *
1144  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1145  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1146  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1147  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1148  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1149  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1150  * OST side.
1151  *
1152  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1153  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1154  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1155  * clo_enqueue time, is released.
1156  *
1157  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1158  *
1159  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1160  *
1161  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1162  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1163  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1164  *
1165  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1166  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1167  *
1168  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1169  *
1170  *     - locks are released after IO is complete.
1171  *
1172  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1173  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1174  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1175  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1176  *
1177  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1178  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1179  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1180  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1181  * sacrificing correctness. This includes:
1182  *
1183  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1184  *  atomicity;
1185  *
1186  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1187  *
1188  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1189  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1190  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1191  *
1192  * Interaction with DLM
1193  *
1194  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1195  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1196  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1197  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1198  * description of interaction with DLM.
1199  */
1200
1201 /**
1202  * Lock description.
1203  */
1204 struct cl_lock_descr {
1205         /** Object this lock is granted for. */
1206         struct cl_object *cld_obj;
1207         /** Index of the first page protected by this lock. */
1208         pgoff_t           cld_start;
1209         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1210         pgoff_t           cld_end;
1211         /** Group ID, for group lock */
1212         __u64             cld_gid;
1213         /** Lock mode. */
1214         enum cl_lock_mode cld_mode;
1215         /**
1216          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1217          * enum cl_enq_flags.
1218          */
1219         __u32             cld_enq_flags;
1220 };
1221
1222 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1223 #define PDESCR(descr)                                                   \
1224         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1225         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1226
1227 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1228
1229 /**
1230  * Layered client lock.
1231  */
1232 struct cl_lock {
1233         /** List of slices. Immutable after creation. */
1234         struct list_head      cll_layers;
1235         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1236         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1237 };
1238
1239 /**
1240  * Per-layer part of cl_lock
1241  *
1242  * \see vvp_lock, lov_lock, lovsub_lock, osc_lock
1243  */
1244 struct cl_lock_slice {
1245         struct cl_lock                  *cls_lock;
1246         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1247          * creation. */
1248         struct cl_object                *cls_obj;
1249         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1250         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1251         struct list_head                 cls_linkage;
1252 };
1253
1254 /**
1255  *
1256  * \see vvp_lock_ops, lov_lock_ops, lovsub_lock_ops, osc_lock_ops
1257  */
1258 struct cl_lock_operations {
1259         /** @{ */
1260         /**
1261          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1262          *
1263          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1264          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1265          *              @anchor for resources
1266          * \retval -ve  failure
1267          *
1268          * \see vvp_lock_enqueue(), lov_lock_enqueue(), lovsub_lock_enqueue(),
1269          * \see osc_lock_enqueue()
1270          */
1271         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1272                             const struct cl_lock_slice *slice,
1273                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1274         /**
1275          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1276          * DLM lock
1277          */
1278         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1279                            const struct cl_lock_slice *slice);
1280         /** @} */
1281         /**
1282          * Destructor. Frees resources and the slice.
1283          *
1284          * \see vvp_lock_fini(), lov_lock_fini(), lovsub_lock_fini(),
1285          * \see osc_lock_fini()
1286          */
1287         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1288         /**
1289          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1290          */
1291         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1292                          void *cookie, lu_printer_t p,
1293                          const struct cl_lock_slice *slice);
1294 };
1295
1296 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1297 do {                                                                    \
1298         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1299                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1300                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1301                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1302         }                                                               \
1303 } while (0)
1304
1305 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1306         if (likely(expr))                                               \
1307                 break;                                                  \
1308                                                                         \
1309         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1310         LBUG();                                                         \
1311 } while (0)
1312
1313 /** @} cl_lock */
1314
1315 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1316  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1317  *
1318  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1319  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1320  * pages:
1321  *
1322  *     - submit pages for an immediate transfer,
1323  *
1324  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1325  *
1326  *     - discard pages.
1327  *
1328  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1329  *
1330  * \todo XXX concurrency control.
1331  *
1332  * @{
1333  */
1334 struct cl_page_list {
1335         unsigned                 pl_nr;
1336         struct list_head         pl_pages;
1337         struct task_struct      *pl_owner;
1338 };
1339
1340 /** 
1341  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1342  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1343  */
1344 struct cl_2queue {
1345         struct cl_page_list c2_qin;
1346         struct cl_page_list c2_qout;
1347 };
1348
1349 /** @} cl_page_list */
1350
1351 /** \addtogroup cl_io cl_io
1352  * @{ */
1353 /** \struct cl_io
1354  * I/O
1355  *
1356  * cl_io represents a high level I/O activity like
1357  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1358  * lock.
1359  *
1360  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1361  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1362  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1363  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1364  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1365  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1366  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1367  * by using free-lists, see cl_env_get().
1368  *
1369  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1370  * cl_io_type.
1371  *
1372  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1373  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1374  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1375  * released.
1376  *
1377  * For read/write io overall execution plan is as following:
1378  *
1379  *     (0) initialize io state through all layers;
1380  *
1381  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1382  *
1383  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1384  *
1385  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1386  *
1387  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1388  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1389  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1390  *
1391  *     (5) release locks
1392  *
1393  *     (6) repeat loop.
1394  *
1395  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1396  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1397  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1398  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1399  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1400  */
1401
1402 /** IO types */
1403 enum cl_io_type {
1404         /** read system call */
1405         CIT_READ,
1406         /** write system call */
1407         CIT_WRITE,
1408         /** truncate, utime system calls */
1409         CIT_SETATTR,
1410         /** get data version */
1411         CIT_DATA_VERSION,
1412         /**
1413          * page fault handling
1414          */
1415         CIT_FAULT,
1416         /**
1417          * fsync system call handling
1418          * To write out a range of file
1419          */
1420         CIT_FSYNC,
1421         /**
1422          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1423          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1424          *
1425          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1426          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1427          *     to the server;
1428          *
1429          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1430          *     for memory cleansing;
1431          *
1432          *     - glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1433          *
1434          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1435          *
1436          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1437          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1438          * cl_io_loop() is never called for it.
1439          */
1440         CIT_MISC,
1441         CIT_OP_NR
1442 };
1443
1444 /**
1445  * States of cl_io state machine
1446  */
1447 enum cl_io_state {
1448         /** Not initialized. */
1449         CIS_ZERO,
1450         /** Initialized. */
1451         CIS_INIT,
1452         /** IO iteration started. */
1453         CIS_IT_STARTED,
1454         /** Locks taken. */
1455         CIS_LOCKED,
1456         /** Actual IO is in progress. */
1457         CIS_IO_GOING,
1458         /** IO for the current iteration finished. */
1459         CIS_IO_FINISHED,
1460         /** Locks released. */
1461         CIS_UNLOCKED,
1462         /** Iteration completed. */
1463         CIS_IT_ENDED,
1464         /** cl_io finalized. */
1465         CIS_FINI
1466 };
1467
1468 /**
1469  * IO state private for a layer.
1470  *
1471  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1472  * dynamically.
1473  *
1474  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1475  */
1476 struct cl_io_slice {
1477         struct cl_io                    *cis_io;
1478         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1479         struct cl_object                *cis_obj;
1480         /** io operations. Immutable after creation. */
1481         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1482         /**
1483          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1484          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1485          */
1486         struct list_head                cis_linkage;
1487 };
1488
1489 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1490                               struct cl_page *);
1491
1492 struct cl_read_ahead {
1493         /* Maximum page index the readahead window will end.
1494          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1495          * cra_end is included. */
1496         pgoff_t cra_end;
1497         /* Release routine. If readahead holds resources underneath, this
1498          * function should be called to release it. */
1499         void    (*cra_release)(const struct lu_env *env, void *cbdata);
1500         /* Callback data for cra_release routine */
1501         void    *cra_cbdata;
1502 };
1503
1504 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1505                                          struct cl_read_ahead *ra)
1506 {
1507         if (ra->cra_release != NULL)
1508                 ra->cra_release(env, ra->cra_cbdata);
1509         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1510 }
1511
1512
1513 /**
1514  * Per-layer io operations.
1515  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1516  */
1517 struct cl_io_operations {
1518         /**
1519          * Vector of io state transition methods for every io type.
1520          *
1521          * \see cl_page_operations::io
1522          */
1523         struct {
1524                 /**
1525                  * Prepare io iteration at a given layer.
1526                  *
1527                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1528                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1529                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1530                  *
1531                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1532                  */
1533                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1534                                       const struct cl_io_slice *slice);
1535                 /**
1536                  * Finalize io iteration.
1537                  *
1538                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1539                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1540                  * continued.
1541                  *
1542                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1543                  */
1544                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1545                                        const struct cl_io_slice *slice);
1546                 /**
1547                  * Collect locks for the current iteration of io.
1548                  *
1549                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1550                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1551                  * anything, instead it should post a lock through
1552                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1553                  * sorted and enqueued in the proper order.
1554                  */
1555                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1556                                   const struct cl_io_slice *slice);
1557                 /**
1558                  * Finalize unlocking.
1559                  *
1560                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1561                  * functionality, after generic code released all locks
1562                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1563                  */
1564                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1565                                     const struct cl_io_slice *slice);
1566                 /**
1567                  * Start io iteration.
1568                  *
1569                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1570                  * commence actual IO. In the current implementation,
1571                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1572                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1573                  * are called when everything is done.
1574                  */
1575                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1576                                   const struct cl_io_slice *slice);
1577                 /**
1578                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1579                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1580                  */
1581                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1582                                   const struct cl_io_slice *slice);
1583                 /**
1584                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1585                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1586                  */
1587                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1588                                     const struct cl_io_slice *slice,
1589                                     size_t nob);
1590                 /**
1591                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1592                  */
1593                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1594                                   const struct cl_io_slice *slice);
1595         } op[CIT_OP_NR];
1596
1597         /**
1598          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1599          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1600          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1601          * submission failed after some pages were moved into \a
1602          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1603          * executed on them.
1604          */
1605         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1606                         const struct cl_io_slice *slice,
1607                         enum cl_req_type crt,
1608                         struct cl_2queue *queue);
1609         /**
1610          * Queue async page for write.
1611          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1612          * cio_submit is for urgent request.
1613          */
1614         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1615                         const struct cl_io_slice *slice,
1616                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1617                         cl_commit_cbt cb);
1618         /**
1619          * Decide maximum read ahead extent
1620          *
1621          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1622          */
1623         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1624                               const struct cl_io_slice *slice,
1625                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1626         /**
1627          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1628          */
1629         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1630                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1631 };
1632
1633 /**
1634  * Flags to lock enqueue procedure.
1635  * \ingroup cl_lock
1636  */
1637 enum cl_enq_flags {
1638         /**
1639          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1640          * -EWOULDBLOCK is returned immediately.
1641          */
1642         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1643         /**
1644          * take lock asynchronously (out of order), as it cannot
1645          * deadlock. This is for LDLM_FL_HAS_INTENT locks used for glimpsing.
1646          */
1647         CEF_ASYNC        = 0x00000002,
1648         /**
1649          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1650          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1651          * protected by this lock, without sending them to the server.
1652          */
1653         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1654         /**
1655          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1656          * mmapped-buffer locks and glimpse locks that must be never converted
1657          * into lockless mode.
1658          *
1659          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock().
1660          */
1661         CEF_MUST         = 0x00000008,
1662         /**
1663          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1664          * not used currently.
1665          *
1666          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1667          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1668          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1669          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1670          * that are described by the enqueue flags.
1671          */
1672         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1673         /**
1674          * for async glimpse lock.
1675          */
1676         CEF_AGL          = 0x00000020,
1677         /**
1678          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1679          */
1680         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1681         /**
1682          * mask of enq_flags.
1683          */
1684         CEF_MASK         = 0x0000007f,
1685 };
1686
1687 /**
1688  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1689  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1690  */
1691 struct cl_io_lock_link {
1692         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1693         struct list_head        cill_linkage;
1694         struct cl_lock          cill_lock;
1695         /** optional destructor */
1696         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1697                                              struct cl_io_lock_link *link);
1698 };
1699 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1700
1701 /**
1702  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1703  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1704  * possible, because
1705  *
1706  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1707  *        "cascading timeouts";
1708  *
1709  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1710  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1711  *
1712  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1713  *
1714  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1715  *
1716  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1717  *
1718  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1719  *
1720  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1721  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1722  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1723  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1724  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1725  *
1726  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1727  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1728  * enqueued.
1729  */
1730 struct cl_lockset {
1731         /** locks to be acquired. */
1732         struct list_head  cls_todo;
1733         /** locks acquired. */
1734         struct list_head  cls_done;
1735 };
1736
1737 /**
1738  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1739  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1740  */
1741 enum cl_io_lock_dmd {
1742         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1743         CILR_MANDATORY = 0,
1744         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1745         CILR_MAYBE,
1746         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1747         CILR_NEVER
1748 };
1749
1750 enum cl_fsync_mode {
1751         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1752         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1753         /** start writeback and wait for them to finish */
1754         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1755         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1756         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1757         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1758          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1759         CL_FSYNC_ALL   = 3
1760 };
1761
1762 struct cl_io_rw_common {
1763         loff_t      crw_pos;
1764         size_t      crw_count;
1765         int         crw_nonblock;
1766 };
1767
1768
1769 /**
1770  * State for io.
1771  *
1772  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1773  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1774  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1775  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1776  * mutable cl_io fields.
1777  */
1778 struct cl_io {
1779         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1780         enum cl_io_type                ci_type;
1781         /** current state of cl_io state machine. */
1782         enum cl_io_state               ci_state;
1783         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1784         struct cl_object              *ci_obj;
1785         /**
1786          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1787          * creation.
1788          */
1789         struct cl_io                  *ci_parent;
1790         /** List of slices. Immutable after creation. */
1791         struct list_head                ci_layers;
1792         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1793         struct cl_lockset              ci_lockset;
1794         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1795         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1796         union {
1797                 struct cl_rd_io {
1798                         struct cl_io_rw_common rd;
1799                 } ci_rd;
1800                 struct cl_wr_io {
1801                         struct cl_io_rw_common wr;
1802                         int                    wr_append;
1803                         int                    wr_sync;
1804                 } ci_wr;
1805                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1806                 struct cl_setattr_io {
1807                         struct ost_lvb           sa_attr;
1808                         unsigned int             sa_attr_flags;
1809                         unsigned int             sa_valid;
1810                         int                      sa_stripe_index;
1811                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1812                 } ci_setattr;
1813                 struct cl_data_version_io {
1814                         u64 dv_data_version;
1815                         int dv_flags;
1816                 } ci_data_version;
1817                 struct cl_fault_io {
1818                         /** page index within file. */
1819                         pgoff_t         ft_index;
1820                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1821                         size_t          ft_nob;
1822                         /** writable page? for nopage() only */
1823                         int             ft_writable;
1824                         /** page of an executable? */
1825                         int             ft_executable;
1826                         /** page_mkwrite() */
1827                         int             ft_mkwrite;
1828                         /** resulting page */
1829                         struct cl_page *ft_page;
1830                 } ci_fault;
1831                 struct cl_fsync_io {
1832                         loff_t             fi_start;
1833                         loff_t             fi_end;
1834                         /** file system level fid */
1835                         struct lu_fid     *fi_fid;
1836                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1837                         /* how many pages were written/discarded */
1838                         unsigned int       fi_nr_written;
1839                 } ci_fsync;
1840         } u;
1841         struct cl_2queue     ci_queue;
1842         size_t               ci_nob;
1843         int                  ci_result;
1844         unsigned int         ci_continue:1,
1845         /**
1846          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1847          * don't do lockless i/o.
1848          */
1849                              ci_no_srvlock:1,
1850         /**
1851          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1852          */
1853                              ci_need_restart:1,
1854         /**
1855          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1856          * change(page operations, layout change causes all page to be
1857          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1858          */
1859                              ci_ignore_layout:1,
1860         /**
1861          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1862          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1863          * verify layout because HSM won't release openning files.
1864          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1865          * and setattr.
1866          */
1867                              ci_verify_layout:1,
1868         /**
1869          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1870          */
1871                              ci_restore_needed:1,
1872         /**
1873          * O_NOATIME
1874          */
1875                              ci_noatime:1;
1876         /**
1877          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1878          */
1879         unsigned             ci_owned_nr;
1880 };
1881
1882 /** @} cl_io */
1883
1884 /** \addtogroup cl_req cl_req
1885  * @{ */
1886 /** \struct cl_req
1887  * Transfer.
1888  *
1889  * There are two possible modes of transfer initiation on the client:
1890  *
1891  *     - immediate transfer: this is started when a high level io wants a page
1892  *       or a collection of pages to be transferred right away. Examples:
1893  *       read-ahead, synchronous read in the case of non-page aligned write,
1894  *       page write-out as a part of extent lock cancellation, page write-out
1895  *       as a part of memory cleansing. Immediate transfer can be both
1896  *       cl_req_type::CRT_READ and cl_req_type::CRT_WRITE;
1897  *
1898  *     - opportunistic transfer (cl_req_type::CRT_WRITE only), that happens
1899  *       when io wants to transfer a page to the server some time later, when
1900  *       it can be done efficiently. Example: pages dirtied by the write(2)
1901  *       path.
1902  *
1903  * In any case, transfer takes place in the form of a cl_req, which is a
1904  * representation for a network RPC.
1905  *
1906  * Pages queued for an opportunistic transfer are cached until it is decided
1907  * that efficient RPC can be composed of them. This decision is made by "a
1908  * req-formation engine", currently implemented as a part of osc
1909  * layer. Req-formation depends on many factors: the size of the resulting
1910  * RPC, whether or not multi-object RPCs are supported by the server,
1911  * max-rpc-in-flight limitations, size of the dirty cache, etc.
1912  *
1913  * For the immediate transfer io submits a cl_page_list, that req-formation
1914  * engine slices into cl_req's, possibly adding cached pages to some of
1915  * the resulting req's.
1916  *
1917  * Whenever a page from cl_page_list is added to a newly constructed req, its
1918  * cl_page_operations::cpo_prep() layer methods are called. At that moment,
1919  * page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_OWNED to
1920  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT or cl_page_state::CPS_PAGEIN, cl_page::cp_owner
1921  * is zeroed, and cl_page::cp_req is set to the
1922  * req. cl_page_operations::cpo_prep() method at the particular layer might
1923  * return -EALREADY to indicate that it does not need to submit this page
1924  * at all. This is possible, for example, if page, submitted for read,
1925  * became up-to-date in the meantime; and for write, the page don't have
1926  * dirty bit marked. \see cl_io_submit_rw()
1927  *
1928  * Whenever a cached page is added to a newly constructed req, its
1929  * cl_page_operations::cpo_make_ready() layer methods are called. At that
1930  * moment, page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_CACHED to
1931  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT, and cl_page::cp_req is set to
1932  * req. cl_page_operations::cpo_make_ready() method at the particular layer
1933  * might return -EAGAIN to indicate that this page is not eligible for the
1934  * transfer right now.
1935  *
1936  * FUTURE
1937  *
1938  * Plan is to divide transfers into "priority bands" (indicated when
1939  * submitting cl_page_list, and queuing a page for the opportunistic transfer)
1940  * and allow glueing of cached pages to immediate transfers only within single
1941  * band. This would make high priority transfers (like lock cancellation or
1942  * memory pressure induced write-out) really high priority.
1943  *
1944  */
1945
1946 /**
1947  * Per-transfer attributes.
1948  */
1949 struct cl_req_attr {
1950         /** Generic attributes for the server consumption. */
1951         struct obdo     *cra_oa;
1952         /** Jobid */
1953         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1954 };
1955
1956 /**
1957  * Transfer request operations definable at every layer.
1958  *
1959  * Concurrency: transfer formation engine synchronizes calls to all transfer
1960  * methods.
1961  */
1962 struct cl_req_operations {
1963         /**
1964          * Invoked top-to-bottom by cl_req_prep() when transfer formation is
1965          * complete (all pages are added).
1966          *
1967          * \see osc_req_prep()
1968          */
1969         int  (*cro_prep)(const struct lu_env *env,
1970                          const struct cl_req_slice *slice);
1971         /**
1972          * Called top-to-bottom to fill in \a oa fields. This is called twice
1973          * with different flags, see bug 10150 and osc_build_req().
1974          *
1975          * \param obj an object from cl_req which attributes are to be set in
1976          *            \a oa.
1977          *
1978          * \param oa struct obdo where attributes are placed
1979          *
1980          * \param flags \a oa fields to be filled.
1981          */
1982         void (*cro_attr_set)(const struct lu_env *env,
1983                              const struct cl_req_slice *slice,
1984                              const struct cl_object *obj,
1985                              struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
1986         /**
1987          * Called top-to-bottom from cl_req_completion() to notify layers that
1988          * transfer completed. Has to free all state allocated by
1989          * cl_device_operations::cdo_req_init().
1990          */
1991         void (*cro_completion)(const struct lu_env *env,
1992                                const struct cl_req_slice *slice, int ioret);
1993 };
1994
1995 /**
1996  * A per-object state that (potentially multi-object) transfer request keeps.
1997  */
1998 struct cl_req_obj {
1999         /** object itself */
2000         struct cl_object   *ro_obj;
2001         /** reference to cl_req_obj::ro_obj. For debugging. */
2002         struct lu_ref_link  ro_obj_ref;
2003         /* something else? Number of pages for a given object? */
2004 };
2005
2006 /**
2007  * Transfer request.
2008  *
2009  * Transfer requests are not reference counted, because IO sub-system owns
2010  * them exclusively and knows when to free them.
2011  *
2012  * Life cycle.
2013  *
2014  * cl_req is created by cl_req_alloc() that calls
2015  * cl_device_operations::cdo_req_init() device methods to allocate per-req
2016  * state in every layer.
2017  *
2018  * Then pages are added (cl_req_page_add()), req keeps track of all objects it
2019  * contains pages for.
2020  *
2021  * Once all pages were collected, cl_page_operations::cpo_prep() method is
2022  * called top-to-bottom. At that point layers can modify req, let it pass, or
2023  * deny it completely. This is to support things like SNS that have transfer
2024  * ordering requirements invisible to the individual req-formation engine.
2025  *
2026  * On transfer completion (or transfer timeout, or failure to initiate the
2027  * transfer of an allocated req), cl_req_operations::cro_completion() method
2028  * is called, after execution of cl_page_operations::cpo_completion() of all
2029  * req's pages.
2030  */
2031 struct cl_req {
2032         enum cl_req_type        crq_type;
2033         /** A list of pages being transferred */
2034         struct list_head        crq_pages;
2035         /** Number of pages in cl_req::crq_pages */
2036         unsigned                crq_nrpages;
2037         /** An array of objects which pages are in ->crq_pages */
2038         struct cl_req_obj       *crq_o;
2039         /** Number of elements in cl_req::crq_objs[] */
2040         unsigned                crq_nrobjs;
2041         struct list_head        crq_layers;
2042 };
2043
2044 /**
2045  * Per-layer state for request.
2046  */
2047 struct cl_req_slice {
2048         struct cl_req                   *crs_req;
2049         struct cl_device                *crs_dev;
2050         struct list_head                 crs_linkage;
2051         const struct cl_req_operations  *crs_ops;
2052 };
2053
2054 /* @} cl_req */
2055
2056 enum cache_stats_item {
2057         /** how many cache lookups were performed */
2058         CS_lookup = 0,
2059         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2060         CS_hit,
2061         /** how many entities are in the cache right now */
2062         CS_total,
2063         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2064          * evicted) right now */
2065         CS_busy,
2066         /** how many entities were created at all */
2067         CS_create,
2068         CS_NR
2069 };
2070
2071 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2072
2073 /**
2074  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2075  */
2076 struct cache_stats {
2077         const char      *cs_name;
2078         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2079 };
2080
2081 /** These are not exported so far */
2082 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2083
2084 /**
2085  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2086  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2087  * clients to co-exist in the single address space.
2088  */
2089 struct cl_site {
2090         struct lu_site          cs_lu;
2091         /**
2092          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2093          * per-cpu counters is needed.
2094          *
2095          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2096          *
2097          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2098          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2099          */
2100         struct cache_stats      cs_pages;
2101         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2102 };
2103
2104 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2105 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2106 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2107
2108 /**
2109  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2110  * ll_rd_*()-style functions.
2111  */
2112 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2113
2114 /**
2115  * \name helpers
2116  *
2117  * Type conversion and accessory functions.
2118  */
2119 /** @{ */
2120
2121 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2122 {
2123         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2124 }
2125
2126 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2127 {
2128         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2129         return container_of0(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2130 }
2131
2132 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2133 {
2134         return &d->cd_lu_dev;
2135 }
2136
2137 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2138 {
2139         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2140         return container_of0(o, struct cl_object, co_lu);
2141 }
2142
2143 static inline const struct cl_object_conf *
2144 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2145 {
2146         return container_of0(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2147 }
2148
2149 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2150 {
2151         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2152 }
2153
2154 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2155 {
2156         return container_of0(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2157 }
2158
2159 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2160 {
2161         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2162 }
2163
2164 static inline
2165 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2166 {
2167         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2168 }
2169
2170 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2171 {
2172         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2173 }
2174
2175 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2176 {
2177         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2178 }
2179
2180 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2181                        struct cl_object *obj, pgoff_t index,
2182                        const struct cl_page_operations *ops);
2183 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2184                        struct cl_object *obj,
2185                        const struct cl_lock_operations *ops);
2186 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2187                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2188 void cl_req_slice_add(struct cl_req *req, struct cl_req_slice *slice,
2189                       struct cl_device *dev,
2190                       const struct cl_req_operations *ops);
2191 /** @} helpers */
2192
2193 /** \defgroup cl_object cl_object
2194  * @{ */
2195 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2196 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2197                                  const struct lu_fid *fid,
2198                                  const struct cl_object_conf *c);
2199
2200 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2201 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2202 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2203 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2204 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2205 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2206 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2207                         struct cl_attr *attr);
2208 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2209                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2210 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2211                            struct ost_lvb *lvb);
2212 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2213                            const struct cl_object_conf *conf);
2214 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2215 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2216 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2217                         struct lov_user_md __user *lum);
2218 int cl_object_find_cbdata(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2219                           ldlm_iterator_t iter, void *data);
2220 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2221                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2222                      size_t *buflen);
2223 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2224                          struct cl_layout *cl);
2225 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2226
2227 /**
2228  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2229  */
2230 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2231 {
2232         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2233 }
2234
2235 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2236 {
2237         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2238         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2239         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2240 }
2241
2242 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2243                                          struct cl_page *page)
2244 {
2245         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2246 }
2247
2248 /**
2249  * Return refcount of cl_object.
2250  */
2251 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2252 {
2253         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2254         return atomic_read(&header->loh_ref);
2255 }
2256
2257 /** @} cl_object */
2258
2259 /** \defgroup cl_page cl_page
2260  * @{ */
2261 enum {
2262         CLP_GANG_OKAY = 0,
2263         CLP_GANG_RESCHED,
2264         CLP_GANG_AGAIN,
2265         CLP_GANG_ABORT
2266 };
2267 /* callback of cl_page_gang_lookup() */
2268
2269 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2270                                      struct cl_object *obj,
2271                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2272                                      enum cl_page_type type);
2273 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2274                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2275                                      struct page *vmpage,
2276                                      enum cl_page_type type);
2277 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2278 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2279                                      struct cl_page *page);
2280 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2281                                      lu_printer_t printer,
2282                                      const struct cl_page *pg);
2283 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2284                                      lu_printer_t printer,
2285                                      const struct cl_page *pg);
2286 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2287 struct cl_page *cl_page_top         (struct cl_page *page);
2288
2289 const struct cl_page_slice *cl_page_at(const struct cl_page *page,
2290                                        const struct lu_device_type *dtype);
2291
2292 /**
2293  * \name ownership
2294  *
2295  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2296  */
2297 /** @{ */
2298
2299 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2300                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2301 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2302                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2303 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2304                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2305 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2306                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2307 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2308                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2309 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2310
2311 /** @} ownership */
2312
2313 /**
2314  * \name transfer
2315  *
2316  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2317  * tracking transfer state.
2318  */
2319 /** @{ */
2320 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2321                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2322 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2323                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2324 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2325                          enum cl_req_type crt);
2326 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2327                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2328 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2329                          int from, int to);
2330 int  cl_page_cancel     (const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2331 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2332                          struct cl_page *pg);
2333
2334 /** @} transfer */
2335
2336
2337 /**
2338  * \name helper routines
2339  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2340  */
2341 /** @{ */
2342 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2343                         struct cl_page *pg);
2344 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2345 int     cl_page_is_vmlocked(const struct lu_env *env,
2346                             const struct cl_page *pg);
2347 void    cl_page_export(const struct lu_env *env,
2348                        struct cl_page *pg, int uptodate);
2349 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2350 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2351 size_t  cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2352
2353 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2354                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2355 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2356                          lu_printer_t printer,
2357                          const struct cl_lock_descr *descr);
2358 /* @} helper */
2359
2360 /**
2361  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2362  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2363  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2364  * layer for recovery purposes.
2365  */
2366 struct cl_client_cache {
2367         /**
2368          * # of client cache refcount
2369          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2370          */
2371         atomic_t                ccc_users;
2372         /**
2373          * # of threads are doing shrinking
2374          */
2375         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2376         /**
2377          * # of LRU entries available
2378          */
2379         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2380         /**
2381          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2382          */
2383         struct list_head        ccc_lru;
2384         /**
2385          * Max # of LRU entries
2386          */
2387         unsigned long           ccc_lru_max;
2388         /**
2389          * Lock to protect ccc_lru list
2390          */
2391         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2392         /**
2393          * Set if unstable check is enabled
2394          */
2395         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2396         /**
2397          * # of unstable pages for this mount point
2398          */
2399         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2400         /**
2401          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2402          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2403          */
2404         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2405 };
2406 /**
2407  * cl_cache functions
2408  */
2409 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2410 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2411 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2412
2413 /** @} cl_page */
2414
2415 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2416  * @{ */
2417 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2418                     struct cl_lock *lock);
2419 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2420                  const struct cl_io *io);
2421 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2422 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2423                                        const struct lu_device_type *dtype);
2424 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2425
2426 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2427                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2428 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2429
2430 /** @} cl_lock */
2431
2432 /** \defgroup cl_io cl_io
2433  * @{ */
2434
2435 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2436                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2437 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2438                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2439 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2440                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2441 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2442
2443 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2444 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2445 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2446 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2447 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2448 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2449 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2450 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2451                           struct cl_io_lock_link *link);
2452 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2453                            struct cl_lock_descr *descr);
2454 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2455                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2456 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2457                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2458                           long timeout);
2459 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2460                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2461                           cl_commit_cbt cb);
2462 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2463                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2464 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2465                           size_t nob);
2466 int   cl_io_cancel       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2467                           struct cl_page_list *queue);
2468 int   cl_io_is_going     (const struct lu_env *env);
2469
2470 /**
2471  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2472  */
2473 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2474 {
2475         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2476 }
2477
2478 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2479 {
2480         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2481 }
2482
2483 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2484 {
2485         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2486 }
2487
2488 /**
2489  * True, iff \a io is a truncate(2).
2490  */
2491 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2492 {
2493         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2494                 (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_SIZE);
2495 }
2496
2497 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2498
2499 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2500                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2501
2502 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2503 do {                                                                    \
2504         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2505                                                                         \
2506         CLASSERT(offsetof(typeof(*__foo_io), base) == 0);               \
2507         memset(&__foo_io->base + 1, 0,                                  \
2508                (sizeof *__foo_io) - sizeof __foo_io->base);             \
2509 } while (0)
2510
2511 /** @} cl_io */
2512
2513 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2514  * @{ */
2515
2516 /**
2517  * Last page in the page list.
2518  */
2519 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2520 {
2521         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2522         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2523 }
2524
2525 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2526 {
2527         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2528         return list_entry(plist->pl_pages.next, struct cl_page, cp_batch);
2529 }
2530
2531 /**
2532  * Iterate over pages in a page list.
2533  */
2534 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2535         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2536
2537 /**
2538  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2539  */
2540 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2541         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2542
2543 void cl_page_list_init   (struct cl_page_list *plist);
2544 void cl_page_list_add    (struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2545 void cl_page_list_move   (struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2546                           struct cl_page *page);
2547 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2548                           struct cl_page *page);
2549 void cl_page_list_splice (struct cl_page_list *list,
2550                           struct cl_page_list *head);
2551 void cl_page_list_del    (const struct lu_env *env,
2552                           struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2553 void cl_page_list_disown (const struct lu_env *env,
2554                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2555 int  cl_page_list_own    (const struct lu_env *env,
2556                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2557 void cl_page_list_assume (const struct lu_env *env,
2558                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2559 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2560                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2561 void cl_page_list_fini   (const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2562
2563 void cl_2queue_init     (struct cl_2queue *queue);
2564 void cl_2queue_add      (struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2565 void cl_2queue_disown   (const struct lu_env *env,
2566                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2567 void cl_2queue_assume   (const struct lu_env *env,
2568                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2569 void cl_2queue_discard  (const struct lu_env *env,
2570                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2571 void cl_2queue_fini     (const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2572 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2573
2574 /** @} cl_page_list */
2575
2576 /** \defgroup cl_req cl_req
2577  * @{ */
2578 struct cl_req *cl_req_alloc(const struct lu_env *env, struct cl_page *page,
2579                             enum cl_req_type crt, int nr_objects);
2580
2581 void cl_req_page_add  (const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2582                        struct cl_page *page);
2583 void cl_req_page_done (const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2584 int  cl_req_prep      (const struct lu_env *env, struct cl_req *req);
2585 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2586                      struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
2587 void cl_req_completion(const struct lu_env *env, struct cl_req *req, int ioret);
2588
2589 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2590  * @{ */
2591
2592 /**
2593  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2594  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2595  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2596  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2597  */
2598 struct cl_sync_io {
2599         /** number of pages yet to be transferred. */
2600         atomic_t                csi_sync_nr;
2601         /** error code. */
2602         int                     csi_sync_rc;
2603         /** barrier of destroy this structure */
2604         atomic_t                csi_barrier;
2605         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2606         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2607         /** callback to invoke when this IO is finished */
2608         void                    (*csi_end_io)(const struct lu_env *,
2609                                               struct cl_sync_io *);
2610 };
2611
2612 void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
2613                      void (*end)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *));
2614 int  cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2615                      long timeout);
2616 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2617                      int ioret);
2618 void cl_sync_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor);
2619
2620 /** @} cl_sync_io */
2621
2622 /** @} cl_req */
2623
2624 /** \defgroup cl_env cl_env
2625  *
2626  * lu_env handling for a client.
2627  *
2628  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2629  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2630  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2631  * where
2632  *
2633  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2634  *
2635  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2636  *
2637  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2638  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2639  * into VFS or MM that call back into lustre.
2640  *
2641  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2642  * optimizations:
2643  *
2644  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2645  *     longer used environments instead of destroying them;
2646  *
2647  *     - there is a notion of "current" environment, attached to the kernel
2648  *     data structure representing current thread Top-level lustre code
2649  *     allocates an environment and makes it current, then calls into
2650  *     non-lustre code, that in turn calls lustre back. Low-level lustre
2651  *     code thus called can fetch environment created by the top-level code
2652  *     and reuse it, avoiding additional environment allocation.
2653  *       Right now, three interfaces can attach the cl_env to running thread:
2654  *       - cl_env_get
2655  *       - cl_env_implant
2656  *       - cl_env_reexit(cl_env_reenter had to be called priorly)
2657  *
2658  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2659  * @{ */
2660
2661 struct cl_env_nest {
2662         int   cen_refcheck;
2663         void *cen_cookie;
2664 };
2665
2666 struct lu_env *cl_env_peek       (int *refcheck);
2667 struct lu_env *cl_env_get        (int *refcheck);
2668 struct lu_env *cl_env_alloc      (int *refcheck, __u32 tags);
2669 struct lu_env *cl_env_nested_get (struct cl_env_nest *nest);
2670 void           cl_env_put        (struct lu_env *env, int *refcheck);
2671 void           cl_env_nested_put (struct cl_env_nest *nest, struct lu_env *env);
2672 void          *cl_env_reenter    (void);
2673 void           cl_env_reexit     (void *cookie);
2674 void           cl_env_implant    (struct lu_env *env, int *refcheck);
2675 void           cl_env_unplant    (struct lu_env *env, int *refcheck);
2676 unsigned       cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2677 struct lu_env *cl_env_percpu_get (void);
2678 void           cl_env_percpu_put (struct lu_env *env);
2679
2680 /** @} cl_env */
2681
2682 /*
2683  * Misc
2684  */
2685 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2686 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2687
2688 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2689                                 struct lu_device_type *ldt,
2690                                 struct lu_device *next);
2691 /** @} clio */
2692
2693 int cl_global_init(void);
2694 void cl_global_fini(void);
2695
2696 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */