Whamcloud - gitweb
2ef9c842c8c75e7145434d1f6d7943cb33910388
[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.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html
19  *
20  * GPL HEADER END
21  */
22 /*
23  * Copyright (c) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
24  * Use is subject to license terms.
25  *
26  * Copyright (c) 2011, 2017, Intel Corporation.
27  */
28 /*
29  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
30  */
31 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
32 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
33
34 /** \defgroup clio clio
35  *
36  * Client objects implement io operations and cache pages.
37  *
38  * Examples: lov and osc are implementations of cl interface.
39  *
40  * Big Theory Statement.
41  *
42  * Layered objects.
43  *
44  * Client implementation is based on the following data-types:
45  *
46  *   - cl_object
47  *
48  *   - cl_page
49  *
50  *   - cl_lock     represents an extent lock on an object.
51  *
52  *   - cl_io       represents high-level i/o activity such as whole read/write
53  *                 system call, or write-out of pages from under the lock being
54  *                 canceled. cl_io has sub-ios that can be stopped and resumed
55  *                 independently, thus achieving high degree of transfer
56  *                 parallelism. Single cl_io can be advanced forward by
57  *                 the multiple threads (although in the most usual case of
58  *                 read/write system call it is associated with the single user
59  *                 thread, that issued the system call).
60  *
61  * Terminology
62  *
63  *     - to avoid confusion high-level I/O operation like read or write system
64  *     call is referred to as "an io", whereas low-level I/O operation, like
65  *     RPC, is referred to as "a transfer"
66  *
67  *     - "generic code" means generic (not file system specific) code in the
68  *     hosting environment. "cl-code" means code (mostly in cl_*.c files) that
69  *     is not layer specific.
70  *
71  * Locking.
72  *
73  *  - i_mutex
74  *      - PG_locked
75  *          - cl_object_header::coh_page_guard
76  *          - lu_site::ls_guard
77  *
78  * See the top comment in cl_object.c for the description of overall locking and
79  * reference-counting design.
80  *
81  * See comments below for the description of i/o, page, and dlm-locking
82  * design.
83  *
84  * @{
85  */
86
87 /*
88  * super-class definitions.
89  */
90 #include <linux/aio.h>
91 #include <linux/fs.h>
92
93 #include <libcfs/libcfs.h>
94 #include <lu_object.h>
95 #include <linux/atomic.h>
96 #include <linux/mutex.h>
97 #include <linux/radix-tree.h>
98 #include <linux/spinlock.h>
99 #include <linux/wait.h>
100 #include <linux/pagevec.h>
101 #include <lustre_dlm.h>
102
103 struct obd_info;
104 struct inode;
105
106 struct cl_device;
107
108 struct cl_object;
109
110 struct cl_page;
111 struct cl_page_slice;
112 struct cl_lock;
113 struct cl_lock_slice;
114
115 struct cl_lock_operations;
116 struct cl_page_operations;
117
118 struct cl_io;
119 struct cl_io_slice;
120
121 struct cl_req_attr;
122
123 /**
124  * Device in the client stack.
125  *
126  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
127  */
128 struct cl_device {
129         /** Super-class. */
130         struct lu_device                   cd_lu_dev;
131 };
132
133 /** \addtogroup cl_object cl_object
134  * @{ */
135 /**
136  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
137  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
138  * from sub-objects' ones.
139  */
140 struct cl_attr {
141         /** Object size, in bytes */
142         loff_t cat_size;
143         /**
144          * Known minimal size, in bytes.
145          *
146          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
147          */
148         loff_t cat_kms;
149         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
150         time64_t cat_mtime;
151         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
152         time64_t cat_atime;
153         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
154         time64_t cat_ctime;
155         /**
156          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
157          *
158          * \todo XXX An interface for block size is needed.
159          */
160         __u64  cat_blocks;
161         /**
162          * User identifier for quota purposes.
163          */
164         uid_t  cat_uid;
165         /**
166          * Group identifier for quota purposes.
167          */
168         gid_t  cat_gid;
169
170         /* nlink of the directory */
171         __u64  cat_nlink;
172
173         /* Project identifier for quota purpose. */
174         __u32  cat_projid;
175 };
176
177 /**
178  * Fields in cl_attr that are being set.
179  */
180 enum cl_attr_valid {
181         CAT_SIZE        = BIT(0),
182         CAT_KMS         = BIT(1),
183         CAT_MTIME       = BIT(3),
184         CAT_ATIME       = BIT(4),
185         CAT_CTIME       = BIT(5),
186         CAT_BLOCKS      = BIT(6),
187         CAT_UID         = BIT(7),
188         CAT_GID         = BIT(8),
189         CAT_PROJID      = BIT(9),
190 };
191
192 /**
193  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
194  * stacks.
195  *
196  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
197  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
198  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
199  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
200  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
201  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
202  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
203  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
204  *    table.
205  *
206  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
207  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
208  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
209  *    layers:
210  *
211  *        - vvp
212  *        - lov
213  *
214  *    whereas its sub-objects are composed of
215  *
216  *        - lovsub
217  *        - osc
218  *
219  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
220  *    track of the object-subobject relationship.
221  *
222  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
223  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
224  *    destroyed too.
225  *
226  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
227  */
228 struct cl_object {
229         /** super class */
230         struct lu_object                   co_lu;
231         /** per-object-layer operations */
232         const struct cl_object_operations *co_ops;
233         /** offset of page slice in cl_page buffer */
234         int                                co_slice_off;
235 };
236
237 /**
238  * Description of the client object configuration. This is used for the
239  * creation of a new client object that is identified by a more state than
240  * fid.
241  */
242 struct cl_object_conf {
243         /** Super-class. */
244         struct lu_object_conf     coc_lu;
245         union {
246                 /**
247                  * Object layout. This is consumed by lov.
248                  */
249                 struct lu_buf    coc_layout;
250                 /**
251                  * Description of particular stripe location in the
252                  * cluster. This is consumed by osc.
253                  */
254                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
255         } u;
256         /**
257          * VFS inode. This is consumed by vvp.
258          */
259         struct inode             *coc_inode;
260         /**
261          * Layout lock handle.
262          */
263         struct ldlm_lock         *coc_lock;
264         /**
265          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
266          */
267         int                       coc_opc;
268 };
269
270 enum {
271         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
272          * holding layout lock. */
273         OBJECT_CONF_SET = 0,
274         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
275          * layout lock. */
276         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
277         /** wait for old layout to go away so that new layout can be
278          * set up. */
279         OBJECT_CONF_WAIT = 2
280 };
281
282 enum {
283         CL_LAYOUT_GEN_NONE      = (u32)-2,      /* layout lock was cancelled */
284         CL_LAYOUT_GEN_EMPTY     = (u32)-1,      /* for empty layout */
285 };
286
287 struct cl_layout {
288         /** the buffer to return the layout in lov_mds_md format. */
289         struct lu_buf   cl_buf;
290         /** size of layout in lov_mds_md format. */
291         size_t          cl_size;
292         /** Layout generation. */
293         u32             cl_layout_gen;
294         /** whether layout is a composite one */
295         bool            cl_is_composite;
296         /** Whether layout is a HSM released one */
297         bool            cl_is_released;
298 };
299
300 /**
301  * Operations implemented for each cl object layer.
302  *
303  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
304  */
305 struct cl_object_operations {
306         /**
307          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
308          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
309          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
310          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
311          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
312          * sense). Optional.
313          *
314          * \retval NULL success.
315          *
316          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
317          *
318          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
319          *         to be used instead of newly created.
320          */
321         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
322                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
323         /**
324          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
325          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
326          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
327          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
328          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
329          */
330         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
331                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
332                               const struct cl_io *io);
333         /**
334          * Initialize io state for a given layer.
335          *
336          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
337          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
338          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
339          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
340          * participating in this io share the same session.
341          */
342         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
343                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
344         /**
345          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
346          * called top-to-bottom through all object layers.
347          *
348          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
349          *
350          * \return   0: to continue
351          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
352          *              from enclosing cl_object_attr_get())
353          * \return -ve: to signal error
354          */
355         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
356                             struct cl_attr *attr);
357         /**
358          * Update attributes.
359          *
360          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
361          * indicating what attributes are to be set.
362          *
363          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
364          *
365          * \return the same convention as for
366          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
367          */
368         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
369                                const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
370         /**
371          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
372          * configuration.
373          *
374          * XXX error conditions and handling.
375          */
376         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
377                             const struct cl_object_conf *conf);
378         /**
379          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
380          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
381          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
382          *
383          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
384          * \see osc_object_glimpse()
385          */
386         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
387                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
388         /**
389          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
390          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
391          * mainly pages and locks.
392          */
393         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
394         /**
395          * Object getstripe method.
396          */
397         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
398                              struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
399         /**
400          * Get FIEMAP mapping from the object.
401          */
402         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
403                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
404                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
405         /**
406          * Get layout and generation of the object.
407          */
408         int (*coo_layout_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
409                               struct cl_layout *layout);
410         /**
411          * Get maximum size of the object.
412          */
413         loff_t (*coo_maxbytes)(struct cl_object *obj);
414         /**
415          * Set request attributes.
416          */
417         void (*coo_req_attr_set)(const struct lu_env *env,
418                                  struct cl_object *obj,
419                                  struct cl_req_attr *attr);
420         /**
421          * Flush \a obj data corresponding to \a lock. Used for DoM
422          * locks in llite's cancelling blocking ast callback.
423          */
424         int (*coo_object_flush)(const struct lu_env *env,
425                                 struct cl_object *obj,
426                                 struct ldlm_lock *lock);
427 };
428
429 /**
430  * Extended header for client object.
431  */
432 struct cl_object_header {
433         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
434          * here. */
435         struct lu_object_header coh_lu;
436
437         /**
438          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
439          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
440          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
441          * field allows certain code to be written generically, without
442          * limiting possible cl_object layouts unduly.
443          */
444         struct cl_object_header *coh_parent;
445         /**
446          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
447          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
448          * from.
449          *
450          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
451          */
452         spinlock_t               coh_attr_guard;
453         /**
454          * Size of cl_page + page slices
455          */
456         unsigned short           coh_page_bufsize;
457         /**
458          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
459          * sub-object, etc.
460          */
461         unsigned char            coh_nesting;
462 };
463
464 /**
465  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
466  * layer top-to-bottom to \a slice.
467  */
468 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
469         list_for_each_entry((slice),                            \
470                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
471                             co_lu.lo_linkage)
472
473 /**
474  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
475  * layer bottom-to-top to \a slice.
476  */
477 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
478         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
479                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
480                                     co_lu.lo_linkage)
481
482 /** @} cl_object */
483
484 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
485
486 /** \addtogroup cl_page cl_page
487  * @{ */
488
489 /** \struct cl_page
490  * Layered client page.
491  *
492  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
493  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
494  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
495  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
496  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
497  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
498  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
499  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
500  *
501  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
502  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
503  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
504  *    current design) that
505  *
506  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
507  *          memory pressure),
508  *
509  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
510  *          environment.
511  *
512  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
513  *    established when cl_page is created.
514  *
515  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
516  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
517  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
518  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
519  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
520  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
521  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
522  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
523  *
524  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
525  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
526  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
527  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
528  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
529  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
530  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
531  *    different ways to own a page in the client:
532  *
533  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
534  *
535  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
536  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
537  *
538  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
539  *    cl_page_unassume().
540  *
541  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
542  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
543  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
544  *    destroyed.
545  *
546  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
547  *    pages is the following:
548  *
549  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
550  *          to a page:
551  *
552  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
553  *              spin-lock;
554  *
555  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
556  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
557  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
558  *
559  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
560  *          ways are severed with the proper synchronization
561  *          (cl_page_delete());
562  *
563  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
564  *          lock;
565  *
566  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
567  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
568  *
569  *    Together this guarantees that when last reference to a
570  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
571  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
572  *    ones exist.
573  *
574  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
575  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
576  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
577  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
578  *    page.
579  *
580  * Linux Kernel implementation.
581  *
582  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
583  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
584  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
585  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
586  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
587  *    private data structures).
588  *
589  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
590  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
591  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
592  *    transfer.
593  *
594  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
595  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
596  */
597
598 /**
599  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
600  *
601  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
602  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
603  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
604  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
605  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
606  * are interested in them.
607  */
608 enum cl_page_state {
609         /**
610          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
611          * following cases:
612          *
613          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
614          *     owns it;
615          *
616          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
617          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
618          *     into an RPC being constructed, and yanks it from the cache;
619          *
620          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
621          *     evict the page form the memory;
622          *
623          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
624          */
625         CPS_CACHED = 1,
626         /**
627          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
628          * state as a result of
629          *
630          *     - io creating new page and immediately owning it;
631          *
632          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
633          *     and owning it;
634          *
635          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
636          *     and waiting for owner to release the page;
637          *
638          * Page leaves owned state in the following cases:
639          *
640          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
641          *     the cache, doing nothing;
642          *
643          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
644          *     this page;
645          *
646          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
647          *     transfer for this page;
648          *
649          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
650          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
651          *
652          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
653          */
654         CPS_OWNED,
655         /**
656          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
657          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
658          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
659          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
660          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
661          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
662          * made by the hosting environment (that effectively means that the
663          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
664          * advance". This property is mentioned, because it is important when
665          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
666          * enter this state as a result of
667          *
668          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
669          *     write-out of this page, or
670          *
671          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
672          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
673          *     transfer.
674          *
675          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
676          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
677          *
678          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
679          *
680          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
681          */
682         CPS_PAGEOUT,
683         /**
684          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
685          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
686          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
687          * construction of read request from cached, presumably not up to date,
688          * pages.
689          *
690          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
691          *
692          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
693          */
694         CPS_PAGEIN,
695         /**
696          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
697          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
698          * of truncate.
699          *
700          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
701          *
702          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
703          */
704         CPS_FREEING,
705         CPS_NR
706 };
707
708 enum cl_page_type {
709         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
710          * belongs to. */
711         CPT_CACHEABLE = 1,
712
713         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
714          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
715          *  it is used in DirectIO and lockless IO. */
716         CPT_TRANSIENT,
717         CPT_NR
718 };
719
720 #define CP_STATE_BITS   4
721 #define CP_TYPE_BITS    2
722 #define CP_MAX_LAYER    2
723
724 /**
725  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
726  * immutables.
727  *
728  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
729  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
730  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
731  * cl_page::cp_owner (when set).
732  */
733 struct cl_page {
734         /** Reference counter. */
735         atomic_t                cp_ref;
736         /** layout_entry + stripe index, composed using lov_comp_index() */
737         unsigned int            cp_lov_index;
738         /** page->index of the page within the whole file */
739         pgoff_t                 cp_page_index;
740         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
741         struct cl_object        *cp_obj;
742         /** vmpage */
743         struct page             *cp_vmpage;
744         /**
745          * Assigned if doing direct IO, because in this case cp_vmpage is not
746          * a valid page cache page, hence the inode cannot be inferred from
747          * cp_vmpage->mapping->host.
748          */
749         struct inode            *cp_inode;
750         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
751         struct list_head        cp_batch;
752         /** array of slices offset. Immutable after creation. */
753         unsigned char           cp_layer_offset[CP_MAX_LAYER];
754         /** current slice index */
755         unsigned char           cp_layer_count:2;
756         /**
757          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
758          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
759          */
760         enum cl_page_state       cp_state:CP_STATE_BITS;
761         /**
762          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
763          * creation.
764          */
765         enum cl_page_type       cp_type:CP_TYPE_BITS;
766         unsigned                cp_defer_uptodate:1,
767                                 cp_ra_updated:1,
768                                 cp_ra_used:1;
769         /* which slab kmem index this memory allocated from */
770         short int               cp_kmem_index;
771
772         /**
773          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
774          * by sub-io. Protected by a VM lock.
775          */
776         struct cl_io            *cp_owner;
777         /** List of references to this page, for debugging. */
778         struct lu_ref           cp_reference;
779         /** Link to an object, for debugging. */
780         struct lu_ref_link      cp_obj_ref;
781         /** Link to a queue, for debugging. */
782         struct lu_ref_link      cp_queue_ref;
783         /** Assigned if doing a sync_io */
784         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
785 };
786
787 /**
788  * Per-layer part of cl_page.
789  *
790  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
791  */
792 struct cl_page_slice {
793         struct cl_page                  *cpl_page;
794         /**
795          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
796          * creation.
797          */
798         struct cl_object                *cpl_obj;
799         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
800 };
801
802 /**
803  * Lock mode. For the client extent locks.
804  *
805  * \ingroup cl_lock
806  */
807 enum cl_lock_mode {
808         CLM_READ,
809         CLM_WRITE,
810         CLM_GROUP,
811         CLM_MAX,
812 };
813
814 /**
815  * Requested transfer type.
816  */
817 enum cl_req_type {
818         CRT_READ,
819         CRT_WRITE,
820         CRT_NR
821 };
822
823 /**
824  * Per-layer page operations.
825  *
826  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
827  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
828  * the obvious cases.
829  *
830  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
831  */
832 struct cl_page_operations {
833         /**
834          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
835          * implement these. Current code assumes that this functionality is
836          * provided by the topmost layer, see cl_page_disown0() as an example.
837          */
838
839         /**
840          * Update file attributes when all we have is this page.  Used for tiny
841          * writes to update attributes when we don't have a full cl_io.
842          */
843         void (*cpo_page_touch)(const struct lu_env *env,
844                                const struct cl_page_slice *slice, size_t to);
845         /**
846          * Page destruction.
847          */
848
849         /**
850          * Called when page is truncated from the object. Optional.
851          *
852          * \see cl_page_discard()
853          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
854          */
855         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
856                             const struct cl_page_slice *slice,
857                             struct cl_io *io);
858         /**
859          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
860          * destroyed. Optional.
861          *
862          * \see cl_page_delete()
863          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
864          */
865         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
866                            const struct cl_page_slice *slice);
867         /**
868          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
869          *
870          * \see cl_page_print()
871          */
872         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
873                          const struct cl_page_slice *slice,
874                          void *cookie, lu_printer_t p);
875         /**
876          * \name transfer
877          *
878          * Transfer methods.
879          *
880          * @{
881          */
882         /**
883          * Request type dependent vector of operations.
884          *
885          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
886          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
887          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
888          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
889          * provided. That is, method invocation usually looks like
890          *
891          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
892          */
893         struct {
894                 /**
895                  * Called when a page is submitted for a transfer as a part of
896                  * cl_page_list.
897                  *
898                  * \return    0         : page is eligible for submission;
899                  * \return    -EALREADY : skip this page;
900                  * \return    -ve       : error.
901                  *
902                  * \see cl_page_prep()
903                  */
904                 int  (*cpo_prep)(const struct lu_env *env,
905                                  const struct cl_page_slice *slice,
906                                  struct cl_io *io);
907                 /**
908                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
909                  * fired after cl_page_operations::cpo_prep() or
910                  * cl_page_operations::cpo_make_ready() call.
911                  *
912                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
913                  * guaranteed however, that the page involved and its object
914                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
915                  * safe).
916                  *
917                  * \see cl_page_completion()
918                  */
919                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
920                                        const struct cl_page_slice *slice,
921                                        int ioret);
922                 /**
923                  * Called when cached page is about to be added to the
924                  * ptlrpc request as a part of req formation.
925                  *
926                  * \return    0       : proceed with this page;
927                  * \return    -EAGAIN : skip this page;
928                  * \return    -ve     : error.
929                  *
930                  * \see cl_page_make_ready()
931                  */
932                 int  (*cpo_make_ready)(const struct lu_env *env,
933                                        const struct cl_page_slice *slice);
934         } io[CRT_NR];
935         /**
936          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
937          * transmitted.
938          *
939          * This is used for immediate transfers.
940          *
941          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
942          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
943          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
944          * this for page queues.
945          *
946          * \see cl_page_clip()
947          */
948         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
949                          const struct cl_page_slice *slice,
950                          int from, int to);
951         /**
952          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
953          * right now.
954          *
955          * \see cl_page_flush()
956          */
957         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
958                          const struct cl_page_slice *slice,
959                          struct cl_io *io);
960         /** @} transfer */
961 };
962
963 /**
964  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
965  */
966 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
967 do {                                                                    \
968         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
969                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
970                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
971                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
972         }                                                               \
973 } while (0)
974
975 /**
976  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
977  */
978 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
979 do {                                                                          \
980         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
981                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
982                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
983                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
984         }                                                                     \
985 } while (0)
986
987 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
988 {
989         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
990         return page->cp_vmpage;
991 }
992
993 /**
994  * Check if a cl_page is in use.
995  *
996  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
997  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
998  */
999 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1000 {
1001         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
1002 }
1003
1004 /**
1005  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
1006  */
1007 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1008 /**
1009  * Caller doesn't hold a refcount.
1010  */
1011 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1012
1013 /* references: cl_page, page cache, optional + refcount for caller reference
1014  * (always 0 or 1 currently)
1015  */
1016 static inline int vmpage_in_use(struct page *vmpage, int refcount)
1017 {
1018         return (page_count(vmpage) - page_mapcount(vmpage) > 2 + refcount);
1019 }
1020
1021 /** @} cl_page */
1022
1023 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1024  * @{ */
1025 /** \struct cl_lock
1026  *
1027  * Extent locking on the client.
1028  *
1029  * LAYERING
1030  *
1031  * The locking model of the new client code is built around
1032  *
1033  *        struct cl_lock
1034  *
1035  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1036  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1037  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1038  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1039  *
1040  * Typical cl_lock consists of one layer:
1041  *
1042  *     - lov_lock (lov specific data).
1043  *
1044  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1045  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1046  *
1047  *     - osc_lock
1048  *
1049  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1050  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1051  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1052  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1053  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1054  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1055  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1056  *
1057  * LIFE CYCLE
1058  *
1059  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1060  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1061  * I/O is complete.
1062  *
1063  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1064  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1065  *
1066  * INTERFACE AND USAGE
1067  *
1068  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1069  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1070  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1071  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1072  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1073  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1074  * OST side.
1075  *
1076  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1077  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1078  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1079  * clo_enqueue time, is released.
1080  *
1081  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1082  *
1083  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1084  *
1085  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1086  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1087  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1088  *
1089  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1090  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1091  *
1092  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1093  *
1094  *     - locks are released after IO is complete.
1095  *
1096  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1097  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1098  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1099  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1100  *
1101  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1102  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1103  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1104  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1105  * sacrificing correctness. This includes:
1106  *
1107  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1108  *  atomicity;
1109  *
1110  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1111  *
1112  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1113  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1114  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1115  *
1116  * Interaction with DLM
1117  *
1118  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1119  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1120  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1121  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1122  * description of interaction with DLM.
1123  */
1124
1125 /**
1126  * Lock description.
1127  */
1128 struct cl_lock_descr {
1129         /** Object this lock is granted for. */
1130         struct cl_object *cld_obj;
1131         /** Index of the first page protected by this lock. */
1132         pgoff_t           cld_start;
1133         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1134         pgoff_t           cld_end;
1135         /** Group ID, for group lock */
1136         __u64             cld_gid;
1137         /** Lock mode. */
1138         enum cl_lock_mode cld_mode;
1139         /**
1140          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1141          * enum cl_enq_flags.
1142          */
1143         __u32             cld_enq_flags;
1144 };
1145
1146 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1147 #define PDESCR(descr)                                                   \
1148         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1149         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1150
1151 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1152
1153 /**
1154  * Layered client lock.
1155  */
1156 struct cl_lock {
1157         /** List of slices. Immutable after creation. */
1158         struct list_head      cll_layers;
1159         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1160         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1161 };
1162
1163 /**
1164  * Per-layer part of cl_lock
1165  *
1166  * \see lov_lock, osc_lock
1167  */
1168 struct cl_lock_slice {
1169         struct cl_lock                  *cls_lock;
1170         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1171          * creation. */
1172         struct cl_object                *cls_obj;
1173         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1174         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1175         struct list_head                 cls_linkage;
1176 };
1177
1178 /**
1179  *
1180  * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
1181  */
1182 struct cl_lock_operations {
1183         /** @{ */
1184         /**
1185          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1186          *
1187          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1188          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1189          *              @anchor for resources
1190          * \retval -ve  failure
1191          *
1192          * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
1193          */
1194         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1195                             const struct cl_lock_slice *slice,
1196                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1197         /**
1198          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1199          * DLM lock
1200          */
1201         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1202                            const struct cl_lock_slice *slice);
1203         /** @} */
1204         /**
1205          * Destructor. Frees resources and the slice.
1206          *
1207          * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
1208          */
1209         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1210         /**
1211          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1212          */
1213         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1214                          void *cookie, lu_printer_t p,
1215                          const struct cl_lock_slice *slice);
1216 };
1217
1218 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1219 do {                                                                    \
1220         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1221                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1222                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1223                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1224         }                                                               \
1225 } while (0)
1226
1227 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1228         if (likely(expr))                                               \
1229                 break;                                                  \
1230                                                                         \
1231         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1232         LBUG();                                                         \
1233 } while (0)
1234
1235 /** @} cl_lock */
1236
1237 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1238  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1239  *
1240  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1241  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1242  * pages:
1243  *
1244  *     - submit pages for an immediate transfer,
1245  *
1246  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1247  *
1248  *     - discard pages.
1249  *
1250  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1251  *
1252  * \todo XXX concurrency control.
1253  *
1254  * @{
1255  */
1256 struct cl_page_list {
1257         unsigned                 pl_nr;
1258         struct list_head         pl_pages;
1259 };
1260
1261 /**
1262  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1263  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1264  */
1265 struct cl_2queue {
1266         struct cl_page_list c2_qin;
1267         struct cl_page_list c2_qout;
1268 };
1269
1270 /** @} cl_page_list */
1271
1272 /** \addtogroup cl_io cl_io
1273  * @{ */
1274 /** \struct cl_io
1275  * I/O
1276  *
1277  * cl_io represents a high level I/O activity like
1278  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1279  * lock.
1280  *
1281  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1282  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1283  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1284  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1285  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1286  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1287  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1288  * by using free-lists, see cl_env_get().
1289  *
1290  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1291  * cl_io_type.
1292  *
1293  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1294  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1295  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1296  * released.
1297  *
1298  * For read/write io overall execution plan is as following:
1299  *
1300  *     (0) initialize io state through all layers;
1301  *
1302  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1303  *
1304  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1305  *
1306  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1307  *
1308  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1309  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1310  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1311  *
1312  *     (5) release locks
1313  *
1314  *     (6) repeat loop.
1315  *
1316  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1317  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1318  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1319  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1320  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1321  */
1322
1323 /** IO types */
1324 enum cl_io_type {
1325         /** read system call */
1326         CIT_READ = 1,
1327         /** write system call */
1328         CIT_WRITE,
1329         /** truncate, utime system calls */
1330         CIT_SETATTR,
1331         /** get data version */
1332         CIT_DATA_VERSION,
1333         /**
1334          * page fault handling
1335          */
1336         CIT_FAULT,
1337         /**
1338          * fsync system call handling
1339          * To write out a range of file
1340          */
1341         CIT_FSYNC,
1342         /**
1343          * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1344          */
1345         CIT_GLIMPSE,
1346         /**
1347          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1348          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1349          *
1350          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1351          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1352          *     to the server;
1353          *
1354          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1355          *     for memory cleansing;
1356          *
1357          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1358          *
1359          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1360          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1361          * cl_io_loop() is never called for it.
1362          */
1363         CIT_MISC,
1364         /**
1365          * ladvise handling
1366          * To give advice about access of a file
1367          */
1368         CIT_LADVISE,
1369         /**
1370          * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
1371          * across all file objects
1372          */
1373         CIT_LSEEK,
1374         CIT_OP_NR
1375 };
1376
1377 /**
1378  * States of cl_io state machine
1379  */
1380 enum cl_io_state {
1381         /** Not initialized. */
1382         CIS_ZERO,
1383         /** Initialized. */
1384         CIS_INIT,
1385         /** IO iteration started. */
1386         CIS_IT_STARTED,
1387         /** Locks taken. */
1388         CIS_LOCKED,
1389         /** Actual IO is in progress. */
1390         CIS_IO_GOING,
1391         /** IO for the current iteration finished. */
1392         CIS_IO_FINISHED,
1393         /** Locks released. */
1394         CIS_UNLOCKED,
1395         /** Iteration completed. */
1396         CIS_IT_ENDED,
1397         /** cl_io finalized. */
1398         CIS_FINI
1399 };
1400
1401 /**
1402  * IO state private for a layer.
1403  *
1404  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1405  * dynamically.
1406  *
1407  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1408  */
1409 struct cl_io_slice {
1410         struct cl_io                    *cis_io;
1411         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1412         struct cl_object                *cis_obj;
1413         /** io operations. Immutable after creation. */
1414         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1415         /**
1416          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1417          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1418          */
1419         struct list_head                cis_linkage;
1420 };
1421
1422 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1423                               struct pagevec *);
1424
1425 struct cl_read_ahead {
1426         /* Maximum page index the readahead window will end.
1427          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1428          * cra_end is included. */
1429         pgoff_t         cra_end_idx;
1430         /* optimal RPC size for this read, by pages */
1431         unsigned long   cra_rpc_pages;
1432         /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
1433          * function should be called to release it. */
1434         void            (*cra_release)(const struct lu_env *env,
1435                                        struct cl_read_ahead *ra);
1436
1437         /* Callback data for cra_release routine */
1438         void            *cra_dlmlock;
1439         void            *cra_oio;
1440
1441         /* whether lock is in contention */
1442         bool            cra_contention;
1443 };
1444
1445 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1446                                          struct cl_read_ahead *ra)
1447 {
1448         if (ra->cra_release != NULL)
1449                 ra->cra_release(env, ra);
1450         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1451 }
1452
1453
1454 /**
1455  * Per-layer io operations.
1456  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1457  */
1458 struct cl_io_operations {
1459         /**
1460          * Vector of io state transition methods for every io type.
1461          *
1462          * \see cl_page_operations::io
1463          */
1464         struct {
1465                 /**
1466                  * Prepare io iteration at a given layer.
1467                  *
1468                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1469                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1470                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1471                  *
1472                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1473                  */
1474                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1475                                       const struct cl_io_slice *slice);
1476                 /**
1477                  * Finalize io iteration.
1478                  *
1479                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1480                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1481                  * continued.
1482                  *
1483                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1484                  */
1485                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1486                                        const struct cl_io_slice *slice);
1487                 /**
1488                  * Collect locks for the current iteration of io.
1489                  *
1490                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1491                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1492                  * anything, instead it should post a lock through
1493                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1494                  * sorted and enqueued in the proper order.
1495                  */
1496                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1497                                   const struct cl_io_slice *slice);
1498                 /**
1499                  * Finalize unlocking.
1500                  *
1501                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1502                  * functionality, after generic code released all locks
1503                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1504                  */
1505                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1506                                     const struct cl_io_slice *slice);
1507                 /**
1508                  * Start io iteration.
1509                  *
1510                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1511                  * commence actual IO. In the current implementation,
1512                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1513                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1514                  * are called when everything is done.
1515                  */
1516                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1517                                   const struct cl_io_slice *slice);
1518                 /**
1519                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1520                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1521                  */
1522                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1523                                   const struct cl_io_slice *slice);
1524                 /**
1525                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1526                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1527                  */
1528                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1529                                     const struct cl_io_slice *slice,
1530                                     size_t nob);
1531                 /**
1532                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1533                  */
1534                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1535                                   const struct cl_io_slice *slice);
1536         } op[CIT_OP_NR];
1537
1538         /**
1539          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1540          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1541          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1542          * submission failed after some pages were moved into \a
1543          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1544          * executed on them.
1545          */
1546         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1547                         const struct cl_io_slice *slice,
1548                         enum cl_req_type crt,
1549                         struct cl_2queue *queue);
1550         /**
1551          * Queue async page for write.
1552          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1553          * cio_submit is for urgent request.
1554          */
1555         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1556                         const struct cl_io_slice *slice,
1557                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1558                         cl_commit_cbt cb);
1559         /**
1560          * Release active extent.
1561          */
1562         void  (*cio_extent_release)(const struct lu_env *env,
1563                                     const struct cl_io_slice *slice);
1564         /**
1565          * Decide maximum read ahead extent
1566          *
1567          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1568          */
1569         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1570                               const struct cl_io_slice *slice,
1571                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1572         /**
1573          *
1574          * Reserve LRU slots before IO.
1575          */
1576         int (*cio_lru_reserve) (const struct lu_env *env,
1577                                 const struct cl_io_slice *slice,
1578                                 loff_t pos, size_t bytes);
1579         /**
1580          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1581          */
1582         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1583                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1584 };
1585
1586 /**
1587  * Flags to lock enqueue procedure.
1588  * \ingroup cl_lock
1589  */
1590 enum cl_enq_flags {
1591         /**
1592          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1593          * -EAGAIN is returned immediately.
1594          */
1595         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1596         /**
1597          * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
1598          * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
1599          *
1600          * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
1601          * as automatically compatible with other osc locks.
1602          * (see osc_lock_compatible)
1603          */
1604         CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
1605         /**
1606          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1607          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1608          * protected by this lock, without sending them to the server.
1609          */
1610         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1611         /**
1612          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1613          * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
1614          * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
1615          * mode.
1616          *
1617          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
1618          */
1619         CEF_MUST         = 0x00000008,
1620         /**
1621          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1622          * not used currently.
1623          *
1624          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1625          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1626          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1627          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1628          * that are described by the enqueue flags.
1629          */
1630         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1631         /**
1632          * tell the dlm layer this is a speculative lock request
1633          * speculative lock requests are locks which are not requested as part
1634          * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
1635          * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
1636          * ptlrpc layer.
1637          *
1638          * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
1639          * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
1640          */
1641         CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
1642         /**
1643          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1644          */
1645         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1646         /**
1647          * Lock match only. Used by group lock in I/O as group lock
1648          * is known to exist.
1649          */
1650         CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
1651         /**
1652          * tell the DLM layer to lock only the requested range
1653          */
1654         CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
1655         /**
1656          * mask of enq_flags.
1657          */
1658         CEF_MASK         = 0x000001ff,
1659 };
1660
1661 /**
1662  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1663  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1664  */
1665 struct cl_io_lock_link {
1666         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1667         struct list_head        cill_linkage;
1668         struct cl_lock          cill_lock;
1669         /** optional destructor */
1670         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1671                                              struct cl_io_lock_link *link);
1672 };
1673 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1674
1675 /**
1676  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1677  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1678  * possible, because
1679  *
1680  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1681  *        "cascading timeouts";
1682  *
1683  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1684  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1685  *
1686  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1687  *
1688  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1689  *
1690  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1691  *
1692  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1693  *
1694  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1695  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1696  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1697  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1698  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1699  *
1700  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1701  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1702  * enqueued.
1703  */
1704 struct cl_lockset {
1705         /** locks to be acquired. */
1706         struct list_head  cls_todo;
1707         /** locks acquired. */
1708         struct list_head  cls_done;
1709 };
1710
1711 /**
1712  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1713  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1714  */
1715 enum cl_io_lock_dmd {
1716         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1717         CILR_MANDATORY = 0,
1718         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1719         CILR_MAYBE,
1720         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1721         CILR_NEVER
1722 };
1723
1724 enum cl_fsync_mode {
1725         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1726         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1727         /** start writeback and wait for them to finish */
1728         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1729         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1730         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1731         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1732          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1733         CL_FSYNC_ALL   = 3
1734 };
1735
1736 struct cl_io_rw_common {
1737         loff_t  crw_pos;
1738         size_t  crw_count;
1739         int     crw_nonblock;
1740 };
1741 enum cl_setattr_subtype {
1742         /** regular setattr **/
1743         CL_SETATTR_REG = 1,
1744         /** truncate(2) **/
1745         CL_SETATTR_TRUNC,
1746         /** fallocate(2) - mode preallocate **/
1747         CL_SETATTR_FALLOCATE
1748 };
1749
1750 struct cl_io_range {
1751         loff_t cir_pos;
1752         size_t cir_count;
1753 };
1754
1755 struct cl_io_pt {
1756         struct cl_io_pt *cip_next;
1757         struct kiocb cip_iocb;
1758         struct iov_iter cip_iter;
1759         struct file *cip_file;
1760         enum cl_io_type cip_iot;
1761         unsigned int cip_need_restart:1;
1762         loff_t cip_pos;
1763         size_t cip_count;
1764         ssize_t cip_result;
1765 };
1766
1767 /**
1768  * State for io.
1769  *
1770  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1771  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1772  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1773  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1774  * mutable cl_io fields.
1775  */
1776 struct cl_io {
1777         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1778         enum cl_io_type                ci_type;
1779         /** current state of cl_io state machine. */
1780         enum cl_io_state               ci_state;
1781         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1782         struct cl_object              *ci_obj;
1783         /** top level dio_aio */
1784         struct cl_dio_aio             *ci_dio_aio;
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         /** layout version when this IO occurs */
1797         __u32                           ci_layout_version;
1798         union {
1799                 struct cl_rd_io {
1800                         struct cl_io_rw_common rd;
1801                 } ci_rd;
1802                 struct cl_wr_io {
1803                         struct cl_io_rw_common wr;
1804                         int                    wr_append;
1805                         int                    wr_sync;
1806                 } ci_wr;
1807                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1808                 struct cl_setattr_io {
1809                         struct ost_lvb           sa_attr;
1810                         unsigned int             sa_attr_flags;
1811                         unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
1812                         unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
1813                         int                      sa_stripe_index;
1814                         struct ost_layout        sa_layout;
1815                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1816                         /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
1817                         /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
1818                         enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
1819                         /* The following are used for fallocate(2) */
1820                         int                      sa_falloc_mode;
1821                         loff_t                   sa_falloc_offset;
1822                         loff_t                   sa_falloc_end;
1823                         uid_t                    sa_falloc_uid;
1824                         gid_t                    sa_falloc_gid;
1825                         __u32                    sa_falloc_projid;
1826                 } ci_setattr;
1827                 struct cl_data_version_io {
1828                         u64 dv_data_version;
1829                         u32 dv_layout_version;
1830                         int dv_flags;
1831                 } ci_data_version;
1832                 struct cl_fault_io {
1833                         /** page index within file. */
1834                         pgoff_t         ft_index;
1835                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1836                         size_t          ft_nob;
1837                         /** writable page? for nopage() only */
1838                         int             ft_writable;
1839                         /** page of an executable? */
1840                         int             ft_executable;
1841                         /** page_mkwrite() */
1842                         int             ft_mkwrite;
1843                         /** resulting page */
1844                         struct cl_page *ft_page;
1845                 } ci_fault;
1846                 struct cl_fsync_io {
1847                         loff_t             fi_start;
1848                         loff_t             fi_end;
1849                         /** file system level fid */
1850                         struct lu_fid     *fi_fid;
1851                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1852                         /* how many pages were written/discarded */
1853                         unsigned int       fi_nr_written;
1854                 } ci_fsync;
1855                 struct cl_ladvise_io {
1856                         __u64                    li_start;
1857                         __u64                    li_end;
1858                         /** file system level fid */
1859                         struct lu_fid           *li_fid;
1860                         enum lu_ladvise_type     li_advice;
1861                         __u64                    li_flags;
1862                 } ci_ladvise;
1863                 struct cl_lseek_io {
1864                         loff_t                   ls_start;
1865                         loff_t                   ls_result;
1866                         int                      ls_whence;
1867                 } ci_lseek;
1868                 struct cl_misc_io {
1869                         time64_t                 lm_next_rpc_time;
1870                 } ci_misc;
1871         } u;
1872         struct cl_2queue     ci_queue;
1873         size_t               ci_nob;
1874         int                  ci_result;
1875         unsigned int         ci_continue:1,
1876         /**
1877          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1878          * don't do lockless i/o.
1879          */
1880                              ci_no_srvlock:1,
1881         /**
1882          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1883          */
1884                              ci_need_restart:1,
1885         /**
1886          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1887          * change(page operations, layout change causes all page to be
1888          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1889          */
1890                              ci_ignore_layout:1,
1891         /**
1892          * Need MDS intervention to complete a write.
1893          * Write intent is required for the following cases:
1894          * 1. component being written is not initialized, or
1895          * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
1896          */
1897                              ci_need_write_intent:1,
1898         /**
1899          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1900          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1901          * verify layout because HSM won't release openning files.
1902          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1903          * and setattr.
1904          */
1905                              ci_verify_layout:1,
1906         /**
1907          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1908          */
1909                              ci_restore_needed:1,
1910         /**
1911          * O_NOATIME
1912          */
1913                              ci_noatime:1,
1914         /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
1915                              ci_lock_no_expand:1,
1916         /**
1917          * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
1918          *
1919          * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
1920          * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
1921          * that the upper layer can try to access the next mirror.
1922          */
1923                              ci_ndelay:1,
1924         /**
1925          * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
1926          */
1927                              ci_async_readahead:1,
1928         /**
1929          * Ignore lockless and do normal locking for this io.
1930          */
1931                              ci_dio_lock:1,
1932         /**
1933          * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
1934          * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
1935          * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
1936          */
1937                              ci_tried_all_mirrors:1,
1938         /**
1939          * Random read hints, readahead will be disabled.
1940          */
1941                              ci_rand_read:1,
1942         /**
1943          * Sequential read hints.
1944          */
1945                              ci_seq_read:1,
1946         /**
1947          * Do parallel (async) submission of DIO RPCs.  Note DIO is still sync
1948          * to userspace, only the RPCs are submitted async, then waited for at
1949          * the llite layer before returning.
1950          */
1951                              ci_parallel_dio:1;
1952         /**
1953          * Bypass quota check
1954          */
1955         unsigned             ci_noquota:1,
1956         /**
1957          * io_uring direct IO with flags IOCB_NOWAIT.
1958          */
1959                              ci_iocb_nowait:1;
1960         /**
1961          * How many times the read has retried before this one.
1962          * Set by the top level and consumed by the LOV.
1963          */
1964         unsigned             ci_ndelay_tried;
1965         /**
1966          * Designated mirror index for this I/O.
1967          */
1968         unsigned             ci_designated_mirror;
1969         /**
1970          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1971          */
1972         unsigned             ci_owned_nr;
1973         /**
1974          * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
1975          */
1976         struct lu_extent        ci_write_intent;
1977 };
1978
1979 /** @} cl_io */
1980
1981 /**
1982  * Per-transfer attributes.
1983  */
1984 struct cl_req_attr {
1985         enum cl_req_type cra_type;
1986         u64              cra_flags;
1987         struct cl_page  *cra_page;
1988         /** Generic attributes for the server consumption. */
1989         struct obdo     *cra_oa;
1990         /** Jobid */
1991         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1992 };
1993
1994 enum cache_stats_item {
1995         /** how many cache lookups were performed */
1996         CS_lookup = 0,
1997         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
1998         CS_hit,
1999         /** how many entities are in the cache right now */
2000         CS_total,
2001         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2002          * evicted) right now */
2003         CS_busy,
2004         /** how many entities were created at all */
2005         CS_create,
2006         CS_NR
2007 };
2008
2009 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2010
2011 /**
2012  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2013  */
2014 struct cache_stats {
2015         const char      *cs_name;
2016         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2017 };
2018
2019 /** These are not exported so far */
2020 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2021
2022 /**
2023  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2024  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2025  * clients to co-exist in the single address space.
2026  */
2027 struct cl_site {
2028         struct lu_site          cs_lu;
2029         /**
2030          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2031          * per-cpu counters is needed.
2032          *
2033          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2034          *
2035          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2036          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2037          */
2038         struct cache_stats      cs_pages;
2039         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2040 };
2041
2042 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2043 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2044 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2045
2046 /**
2047  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2048  * ll_rd_*()-style functions.
2049  */
2050 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2051
2052 /**
2053  * \name helpers
2054  *
2055  * Type conversion and accessory functions.
2056  */
2057 /** @{ */
2058
2059 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2060 {
2061         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2062 }
2063
2064 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2065 {
2066         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2067         return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2068 }
2069
2070 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2071 {
2072         return &d->cd_lu_dev;
2073 }
2074
2075 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2076 {
2077         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2078         return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
2079 }
2080
2081 static inline const struct cl_object_conf *
2082 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2083 {
2084         return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2085 }
2086
2087 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2088 {
2089         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2090 }
2091
2092 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2093 {
2094         return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2095 }
2096
2097 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2098 {
2099         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2100 }
2101
2102 static inline
2103 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2104 {
2105         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2106 }
2107
2108 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2109 {
2110         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2111 }
2112
2113 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2114 {
2115         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2116 }
2117
2118 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2119                        struct cl_object *obj,
2120                        const struct cl_page_operations *ops);
2121 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2122                        struct cl_object *obj,
2123                        const struct cl_lock_operations *ops);
2124 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2125                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2126 /** @} helpers */
2127
2128 /** \defgroup cl_object cl_object
2129  * @{ */
2130 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2131 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2132                                  const struct lu_fid *fid,
2133                                  const struct cl_object_conf *c);
2134
2135 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2136 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2137 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2138 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2139 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2140 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2141 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2142                         struct cl_attr *attr);
2143 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2144                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2145 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2146                            struct ost_lvb *lvb);
2147 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2148                            const struct cl_object_conf *conf);
2149 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2150 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2151 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2152                         struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
2153 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2154                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2155                      size_t *buflen);
2156 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2157                          struct cl_layout *cl);
2158 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2159 int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2160                     struct ldlm_lock *lock);
2161
2162
2163 /**
2164  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2165  */
2166 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2167 {
2168         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2169 }
2170
2171 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2172 {
2173         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2174         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2175         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2176 }
2177
2178 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2179                                          struct cl_page *page)
2180 {
2181         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2182 }
2183
2184 /**
2185  * Return refcount of cl_object.
2186  */
2187 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2188 {
2189         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2190         return atomic_read(&header->loh_ref);
2191 }
2192
2193 /** @} cl_object */
2194
2195 /** \defgroup cl_page cl_page
2196  * @{ */
2197 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2198                                      struct cl_object *obj,
2199                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2200                                      enum cl_page_type type);
2201 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2202                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2203                                      struct page *vmpage,
2204                                      enum cl_page_type type);
2205 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2206 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2207                                      struct cl_page *page);
2208 void            cl_pagevec_put      (const struct lu_env *env,
2209                                      struct cl_page *page,
2210                                      struct pagevec *pvec);
2211 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2212                                      lu_printer_t printer,
2213                                      const struct cl_page *pg);
2214 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2215                                      lu_printer_t printer,
2216                                      const struct cl_page *pg);
2217 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2218 struct cl_page *cl_page_top         (struct cl_page *page);
2219
2220 const struct cl_page_slice *cl_page_at(const struct cl_page *page,
2221                                        const struct lu_device_type *dtype);
2222
2223 /**
2224  * \name ownership
2225  *
2226  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2227  */
2228 /** @{ */
2229
2230 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2231                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2232 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2233                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2234 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2235                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2236 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2237                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2238 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2239                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2240 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2241
2242 /** @} ownership */
2243
2244 /**
2245  * \name transfer
2246  *
2247  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2248  * tracking transfer state.
2249  */
2250 /** @{ */
2251 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2252                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2253 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2254                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2255 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2256                          enum cl_req_type crt);
2257 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2258                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2259 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2260                          int from, int to);
2261 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2262                          struct cl_page *pg);
2263
2264 /** @} transfer */
2265
2266
2267 /**
2268  * \name helper routines
2269  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2270  */
2271 /** @{ */
2272 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2273                         struct cl_page *pg);
2274 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2275 void    cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
2276                       size_t to);
2277 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2278 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2279 size_t  cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2280
2281 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2282                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2283 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2284                          lu_printer_t printer,
2285                          const struct cl_lock_descr *descr);
2286 /* @} helper */
2287
2288 /**
2289  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2290  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2291  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2292  * layer for recovery purposes.
2293  */
2294 struct cl_client_cache {
2295         /**
2296          * # of client cache refcount
2297          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2298          */
2299         atomic_t                ccc_users;
2300         /**
2301          * # of threads are doing shrinking
2302          */
2303         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2304         /**
2305          * # of LRU entries available
2306          */
2307         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2308         /**
2309          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2310          */
2311         struct list_head        ccc_lru;
2312         /**
2313          * Max # of LRU entries
2314          */
2315         unsigned long           ccc_lru_max;
2316         /**
2317          * Lock to protect ccc_lru list
2318          */
2319         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2320         /**
2321          * Set if unstable check is enabled
2322          */
2323         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2324         /**
2325          * # of unstable pages for this mount point
2326          */
2327         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2328         /**
2329          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2330          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2331          */
2332         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2333         /**
2334          * Serialize max_cache_mb write operation
2335          */
2336         struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
2337 };
2338 /**
2339  * cl_cache functions
2340  */
2341 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2342 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2343 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2344
2345 /** @} cl_page */
2346
2347 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2348  * @{ */
2349 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2350                     struct cl_lock *lock);
2351 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2352                  const struct cl_io *io);
2353 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2354 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2355                                        const struct lu_device_type *dtype);
2356 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2357
2358 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2359                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2360 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2361
2362 /** @} cl_lock */
2363
2364 /** \defgroup cl_io cl_io
2365  * @{ */
2366
2367 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2368                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2369 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2370                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2371 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2372                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2373 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2374
2375 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2376 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2377 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2378 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2379 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2380 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2381 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2382 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2383                           struct cl_io_lock_link *link);
2384 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2385                            struct cl_lock_descr *descr);
2386 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2387                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2388 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2389                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2390                           long timeout);
2391 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2392                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2393                           cl_commit_cbt cb);
2394 void  cl_io_extent_release (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2395 int cl_io_lru_reserve(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2396                       loff_t pos, size_t bytes);
2397 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2398                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2399 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2400                           size_t nob);
2401
2402 /**
2403  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2404  */
2405 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2406 {
2407         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2408 }
2409
2410 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2411 {
2412         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2413 }
2414
2415 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2416 {
2417         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2418 }
2419
2420 /**
2421  * True, iff \a io is a truncate(2).
2422  */
2423 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2424 {
2425         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2426                 (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
2427                 (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
2428 }
2429
2430 static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
2431 {
2432         return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
2433                (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
2434 }
2435
2436 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2437
2438 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2439                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2440
2441 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2442 do {                                                                    \
2443         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2444                                                                         \
2445         memset(&__foo_io->base, 0,                                      \
2446                sizeof(*__foo_io) - offsetof(typeof(*__foo_io), base));  \
2447 } while (0)
2448
2449 /** @} cl_io */
2450
2451 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2452  * @{ */
2453
2454 /**
2455  * Last page in the page list.
2456  */
2457 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2458 {
2459         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2460         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2461 }
2462
2463 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2464 {
2465         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2466         return list_first_entry(&plist->pl_pages, struct cl_page, cp_batch);
2467 }
2468
2469 /**
2470  * Iterate over pages in a page list.
2471  */
2472 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2473         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2474
2475 /**
2476  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2477  */
2478 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2479         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2480
2481 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
2482 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page,
2483                       bool get_ref);
2484 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2485                        struct cl_page *page);
2486 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2487                             struct cl_page *page);
2488 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list,
2489                          struct cl_page_list *head);
2490 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env,
2491                       struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2492 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
2493                          struct cl_page_list *plist);
2494 void cl_page_list_assume(const struct lu_env *env,
2495                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2496 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2497                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2498 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2499
2500 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
2501 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2502 void cl_2queue_assume(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2503                       struct cl_2queue *queue);
2504 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2505                        struct cl_2queue *queue);
2506 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2507 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2508
2509 /** @} cl_page_list */
2510
2511 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2512                      struct cl_req_attr *attr);
2513
2514 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2515  * @{ */
2516
2517 struct cl_sync_io;
2518 struct cl_dio_aio;
2519 struct cl_sub_dio;
2520
2521 typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
2522
2523 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr, void *dio_aio,
2524                             cl_sync_io_end_t *end);
2525
2526 int cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2527                     long timeout);
2528 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2529                      int ioret);
2530 int cl_sync_io_wait_recycle(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2531                             long timeout, int ioret);
2532 struct cl_dio_aio *cl_dio_aio_alloc(struct kiocb *iocb, struct cl_object *obj,
2533                                     bool is_aio);
2534 struct cl_sub_dio *cl_sub_dio_alloc(struct cl_dio_aio *ll_aio, bool sync);
2535 void cl_dio_aio_free(const struct lu_env *env, struct cl_dio_aio *aio);
2536 void cl_sub_dio_free(struct cl_sub_dio *sdio);
2537 static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
2538 {
2539         cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
2540 }
2541
2542 /**
2543  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2544  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2545  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2546  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2547  */
2548 struct cl_sync_io {
2549         /** number of pages yet to be transferred. */
2550         atomic_t                csi_sync_nr;
2551         /** error code. */
2552         int                     csi_sync_rc;
2553         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2554         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2555         /** callback to invoke when this IO is finished */
2556         cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
2557         /* private pointer for an associated DIO/AIO */
2558         void                   *csi_dio_aio;
2559 };
2560
2561 /** direct IO pages */
2562 struct ll_dio_pages {
2563         /*
2564          * page array to be written. we don't support
2565          * partial pages except the last one.
2566          */
2567         struct page             **ldp_pages;
2568         /** # of pages in the array. */
2569         size_t                  ldp_count;
2570         /* the file offset of the first page. */
2571         loff_t                  ldp_file_offset;
2572 };
2573
2574 /* Top level struct used for AIO and DIO */
2575 struct cl_dio_aio {
2576         struct cl_sync_io       cda_sync;
2577         struct cl_object        *cda_obj;
2578         struct kiocb            *cda_iocb;
2579         ssize_t                 cda_bytes;
2580         unsigned                cda_no_aio_complete:1,
2581                                 cda_creator_free:1;
2582 };
2583
2584 /* Sub-dio used for splitting DIO (and AIO, because AIO is DIO) according to
2585  * the layout/striping, so we can do parallel submit of DIO RPCs
2586  */
2587 struct cl_sub_dio {
2588         struct cl_sync_io       csd_sync;
2589         struct cl_page_list     csd_pages;
2590         ssize_t                 csd_bytes;
2591         struct cl_dio_aio       *csd_ll_aio;
2592         struct ll_dio_pages     csd_dio_pages;
2593         unsigned                csd_creator_free:1;
2594 };
2595 #if defined(HAVE_DIRECTIO_ITER) || defined(HAVE_IOV_ITER_RW) || \
2596         defined(HAVE_DIRECTIO_2ARGS)
2597 #define HAVE_DIO_ITER 1
2598 #endif
2599
2600 void ll_release_user_pages(struct page **pages, int npages);
2601
2602 /** @} cl_sync_io */
2603
2604 /** \defgroup cl_env cl_env
2605  *
2606  * lu_env handling for a client.
2607  *
2608  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2609  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2610  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2611  * where
2612  *
2613  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2614  *
2615  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2616  *
2617  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2618  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2619  * into VFS or MM that call back into lustre.
2620  *
2621  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2622  * optimizations:
2623  *
2624  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2625  *     longer used environments instead of destroying them;
2626  *
2627  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2628  * @{ */
2629
2630 struct lu_env *cl_env_get(__u16 *refcheck);
2631 struct lu_env *cl_env_alloc(__u16 *refcheck, __u32 tags);
2632 void cl_env_put(struct lu_env *env, __u16 *refcheck);
2633 unsigned cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2634 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2635 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2636
2637 /** @} cl_env */
2638
2639 /*
2640  * Misc
2641  */
2642 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2643 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2644
2645 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2646                                 struct lu_device_type *ldt,
2647                                 struct lu_device *next);
2648 /** @} clio */
2649
2650 int cl_global_init(void);
2651 void cl_global_fini(void);
2652
2653 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */