Whamcloud - gitweb
3daeefa2fd1c73fa6fb41fcd66f879820aff338e
[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         unsigned int cat_kms_valid:1;
145         /**
146          * Known minimal size, in bytes.
147          *
148          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
149          */
150         loff_t cat_kms;
151         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
152         time64_t cat_mtime;
153         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
154         time64_t cat_atime;
155         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
156         time64_t cat_ctime;
157         /**
158          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
159          *
160          * \todo XXX An interface for block size is needed.
161          */
162         __u64  cat_blocks;
163         /**
164          * User identifier for quota purposes.
165          */
166         uid_t  cat_uid;
167         /**
168          * Group identifier for quota purposes.
169          */
170         gid_t  cat_gid;
171
172         /* nlink of the directory */
173         __u64  cat_nlink;
174
175         /* Project identifier for quota purpose. */
176         __u32  cat_projid;
177 };
178
179 /**
180  * Fields in cl_attr that are being set.
181  */
182 enum cl_attr_valid {
183         CAT_SIZE        = BIT(0),
184         CAT_KMS         = BIT(1),
185         CAT_MTIME       = BIT(3),
186         CAT_ATIME       = BIT(4),
187         CAT_CTIME       = BIT(5),
188         CAT_BLOCKS      = BIT(6),
189         CAT_UID         = BIT(7),
190         CAT_GID         = BIT(8),
191         CAT_PROJID      = BIT(9),
192 };
193
194 /**
195  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
196  * stacks.
197  *
198  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
199  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
200  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
201  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
202  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
203  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
204  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
205  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
206  *    table.
207  *
208  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
209  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
210  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
211  *    layers:
212  *
213  *        - vvp
214  *        - lov
215  *
216  *    whereas its sub-objects are composed of
217  *
218  *        - lovsub
219  *        - osc
220  *
221  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
222  *    track of the object-subobject relationship.
223  *
224  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
225  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
226  *    destroyed too.
227  *
228  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
229  */
230 struct cl_object {
231         /** super class */
232         struct lu_object                   co_lu;
233         /** per-object-layer operations */
234         const struct cl_object_operations *co_ops;
235         /** offset of page slice in cl_page buffer */
236         int                                co_slice_off;
237 };
238
239 /**
240  * Description of the client object configuration. This is used for the
241  * creation of a new client object that is identified by a more state than
242  * fid.
243  */
244 struct cl_object_conf {
245         /** Super-class. */
246         struct lu_object_conf     coc_lu;
247         union {
248                 /**
249                  * Object layout. This is consumed by lov.
250                  */
251                 struct lu_buf    coc_layout;
252                 /**
253                  * Description of particular stripe location in the
254                  * cluster. This is consumed by osc.
255                  */
256                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
257         } u;
258         /**
259          * VFS inode. This is consumed by vvp.
260          */
261         struct inode             *coc_inode;
262         /**
263          * Layout lock handle.
264          */
265         struct ldlm_lock         *coc_lock;
266         /**
267          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
268          */
269         int                       coc_opc;
270 };
271
272 enum {
273         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
274          * holding layout lock. */
275         OBJECT_CONF_SET = 0,
276         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
277          * layout lock. */
278         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
279         /** wait for old layout to go away so that new layout can be
280          * set up. */
281         OBJECT_CONF_WAIT = 2
282 };
283
284 enum {
285         CL_LAYOUT_GEN_NONE      = (u32)-2,      /* layout lock was cancelled */
286         CL_LAYOUT_GEN_EMPTY     = (u32)-1,      /* for empty layout */
287 };
288
289 struct cl_layout {
290         /** the buffer to return the layout in lov_mds_md format. */
291         struct lu_buf   cl_buf;
292         /** size of layout in lov_mds_md format. */
293         size_t          cl_size;
294         /** Layout generation. */
295         u32             cl_layout_gen;
296         /** whether layout is a composite one */
297         bool            cl_is_composite;
298         /** Whether layout is a HSM released one */
299         bool            cl_is_released;
300 };
301
302 /**
303  * Operations implemented for each cl object layer.
304  *
305  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
306  */
307 struct cl_object_operations {
308         /**
309          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
310          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
311          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
312          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
313          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
314          * sense). Optional.
315          *
316          * \retval NULL success.
317          *
318          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
319          *
320          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
321          *         to be used instead of newly created.
322          */
323         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
324                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
325         /**
326          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
327          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
328          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
329          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
330          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
331          */
332         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
333                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
334                               const struct cl_io *io);
335         /**
336          * Initialize io state for a given layer.
337          *
338          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
339          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
340          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
341          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
342          * participating in this io share the same session.
343          */
344         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
345                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
346         /**
347          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
348          * called top-to-bottom through all object layers.
349          *
350          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
351          *
352          * \return   0: to continue
353          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
354          *              from enclosing cl_object_attr_get())
355          * \return -ve: to signal error
356          */
357         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
358                             struct cl_attr *attr);
359         /**
360          * Update attributes.
361          *
362          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
363          * indicating what attributes are to be set.
364          *
365          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
366          *
367          * \return the same convention as for
368          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
369          */
370         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
371                                const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
372         /**
373          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
374          * configuration.
375          *
376          * XXX error conditions and handling.
377          */
378         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
379                             const struct cl_object_conf *conf);
380         /**
381          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
382          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
383          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
384          *
385          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
386          * \see osc_object_glimpse()
387          */
388         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
389                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
390         /**
391          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
392          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
393          * mainly pages and locks.
394          */
395         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
396         /**
397          * Object getstripe method.
398          */
399         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
400                              struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
401         /**
402          * Get FIEMAP mapping from the object.
403          */
404         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
405                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
406                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
407         /**
408          * Get layout and generation of the object.
409          */
410         int (*coo_layout_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
411                               struct cl_layout *layout);
412         /**
413          * Get maximum size of the object.
414          */
415         loff_t (*coo_maxbytes)(struct cl_object *obj);
416         /**
417          * Set request attributes.
418          */
419         void (*coo_req_attr_set)(const struct lu_env *env,
420                                  struct cl_object *obj,
421                                  struct cl_req_attr *attr);
422         /**
423          * Flush \a obj data corresponding to \a lock. Used for DoM
424          * locks in llite's cancelling blocking ast callback.
425          */
426         int (*coo_object_flush)(const struct lu_env *env,
427                                 struct cl_object *obj,
428                                 struct ldlm_lock *lock);
429 };
430
431 /**
432  * Extended header for client object.
433  */
434 struct cl_object_header {
435         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
436          * here. */
437         struct lu_object_header coh_lu;
438
439         /**
440          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
441          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
442          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
443          * field allows certain code to be written generically, without
444          * limiting possible cl_object layouts unduly.
445          */
446         struct cl_object_header *coh_parent;
447         /**
448          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
449          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
450          * from.
451          *
452          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
453          */
454         spinlock_t               coh_attr_guard;
455         /**
456          * Size of cl_page + page slices
457          */
458         unsigned short           coh_page_bufsize;
459         /**
460          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
461          * sub-object, etc.
462          */
463         unsigned char            coh_nesting;
464 };
465
466 /**
467  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
468  * layer top-to-bottom to \a slice.
469  */
470 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
471         list_for_each_entry((slice),                            \
472                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
473                             co_lu.lo_linkage)
474
475 /**
476  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
477  * layer bottom-to-top to \a slice.
478  */
479 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
480         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
481                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
482                                     co_lu.lo_linkage)
483
484 /** @} cl_object */
485
486 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
487
488 /** \addtogroup cl_page cl_page
489  * @{ */
490
491 /** \struct cl_page
492  * Layered client page.
493  *
494  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
495  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
496  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
497  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
498  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
499  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
500  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
501  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
502  *
503  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
504  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
505  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
506  *    current design) that
507  *
508  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
509  *          memory pressure),
510  *
511  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
512  *          environment.
513  *
514  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
515  *    established when cl_page is created.
516  *
517  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
518  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
519  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
520  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
521  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
522  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
523  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
524  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
525  *
526  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
527  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
528  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
529  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
530  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
531  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
532  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
533  *    different ways to own a page in the client:
534  *
535  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
536  *
537  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
538  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
539  *
540  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
541  *    cl_page_unassume().
542  *
543  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
544  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
545  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
546  *    destroyed.
547  *
548  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
549  *    pages is the following:
550  *
551  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
552  *          to a page:
553  *
554  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
555  *              spin-lock;
556  *
557  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
558  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
559  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
560  *
561  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
562  *          ways are severed with the proper synchronization
563  *          (cl_page_delete());
564  *
565  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
566  *          lock;
567  *
568  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
569  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
570  *
571  *    Together this guarantees that when last reference to a
572  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
573  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
574  *    ones exist.
575  *
576  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
577  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
578  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
579  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
580  *    page.
581  *
582  * Linux Kernel implementation.
583  *
584  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
585  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
586  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
587  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
588  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
589  *    private data structures).
590  *
591  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
592  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
593  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
594  *    transfer.
595  *
596  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
597  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
598  */
599
600 /**
601  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
602  *
603  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
604  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
605  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
606  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
607  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
608  * are interested in them.
609  */
610 enum cl_page_state {
611         /**
612          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
613          * following cases:
614          *
615          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
616          *     owns it;
617          *
618          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
619          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
620          *     into an RPC being constructed, and yanks it from the cache;
621          *
622          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
623          *     evict the page form the memory;
624          *
625          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
626          */
627         CPS_CACHED = 1,
628         /**
629          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
630          * state as a result of
631          *
632          *     - io creating new page and immediately owning it;
633          *
634          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
635          *     and owning it;
636          *
637          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
638          *     and waiting for owner to release the page;
639          *
640          * Page leaves owned state in the following cases:
641          *
642          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
643          *     the cache, doing nothing;
644          *
645          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
646          *     this page;
647          *
648          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
649          *     transfer for this page;
650          *
651          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
652          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
653          *
654          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
655          */
656         CPS_OWNED,
657         /**
658          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
659          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
660          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
661          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
662          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
663          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
664          * made by the hosting environment (that effectively means that the
665          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
666          * advance". This property is mentioned, because it is important when
667          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
668          * enter this state as a result of
669          *
670          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
671          *     write-out of this page, or
672          *
673          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
674          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
675          *     transfer.
676          *
677          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
678          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
679          *
680          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
681          *
682          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
683          */
684         CPS_PAGEOUT,
685         /**
686          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
687          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
688          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
689          * construction of read request from cached, presumably not up to date,
690          * pages.
691          *
692          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
693          *
694          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
695          */
696         CPS_PAGEIN,
697         /**
698          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
699          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
700          * of truncate.
701          *
702          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
703          *
704          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
705          */
706         CPS_FREEING,
707         CPS_NR
708 };
709
710 enum cl_page_type {
711         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
712          * belongs to. */
713         CPT_CACHEABLE = 1,
714
715         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
716          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
717          *  it is used in DirectIO and lockless IO. */
718         CPT_TRANSIENT,
719         CPT_NR
720 };
721
722 #define CP_STATE_BITS   4
723 #define CP_TYPE_BITS    2
724 #define CP_MAX_LAYER    2
725
726 /**
727  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
728  * immutables.
729  *
730  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
731  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
732  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
733  * cl_page::cp_owner (when set).
734  */
735 struct cl_page {
736         /** Reference counter. */
737         refcount_t              cp_ref;
738         /** layout_entry + stripe index, composed using lov_comp_index() */
739         unsigned int            cp_lov_index;
740         /** page->index of the page within the whole file */
741         pgoff_t                 cp_page_index;
742         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
743         struct cl_object        *cp_obj;
744         /** vmpage */
745         struct page             *cp_vmpage;
746         /**
747          * Assigned if doing direct IO, because in this case cp_vmpage is not
748          * a valid page cache page, hence the inode cannot be inferred from
749          * cp_vmpage->mapping->host.
750          */
751         struct inode            *cp_inode;
752         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
753         struct list_head        cp_batch;
754         /** array of slices offset. Immutable after creation. */
755         unsigned char           cp_layer_offset[CP_MAX_LAYER];
756         /** current slice index */
757         unsigned char           cp_layer_count:2;
758         /**
759          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
760          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
761          */
762         enum cl_page_state       cp_state:CP_STATE_BITS;
763         /**
764          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
765          * creation.
766          */
767         enum cl_page_type       cp_type:CP_TYPE_BITS;
768         unsigned                cp_defer_uptodate:1,
769                                 cp_ra_updated:1,
770                                 cp_ra_used:1,
771                                 /* fault page read grab extra referece */
772                                 cp_fault_ref:1,
773                                 /**
774                                  * if fault page got delete before returned to
775                                  * filemap_fault(), defer the vmpage detach/put
776                                  * until filemap_fault() has been handled.
777                                  */
778                                 cp_defer_detach:1;
779         /* which slab kmem index this memory allocated from */
780         short int               cp_kmem_index;
781
782         /**
783          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
784          * by sub-io. Protected by a VM lock.
785          */
786         struct cl_io            *cp_owner;
787         /** List of references to this page, for debugging. */
788         struct lu_ref           cp_reference;
789         /** Link to an object, for debugging. */
790         struct lu_ref_link      cp_obj_ref;
791         /** Link to a queue, for debugging. */
792         struct lu_ref_link      cp_queue_ref;
793         /** Assigned if doing a sync_io */
794         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
795 };
796
797 /**
798  * Per-layer part of cl_page.
799  *
800  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
801  */
802 struct cl_page_slice {
803         struct cl_page                  *cpl_page;
804         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
805 };
806
807 /**
808  * Lock mode. For the client extent locks.
809  *
810  * \ingroup cl_lock
811  */
812 enum cl_lock_mode {
813         CLM_READ,
814         CLM_WRITE,
815         CLM_GROUP,
816         CLM_MAX,
817 };
818
819 /**
820  * Requested transfer type.
821  */
822 enum cl_req_type {
823         CRT_READ,
824         CRT_WRITE,
825         CRT_NR
826 };
827
828 /**
829  * Per-layer page operations.
830  *
831  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
832  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
833  * the obvious cases.
834  *
835  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
836  */
837 struct cl_page_operations {
838         /**
839          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
840          * implement these. Current code assumes that this functionality is
841          * provided by the topmost layer, see __cl_page_disown() as an example.
842          */
843
844         /**
845          * Update file attributes when all we have is this page.  Used for tiny
846          * writes to update attributes when we don't have a full cl_io.
847          */
848         void (*cpo_page_touch)(const struct lu_env *env,
849                                const struct cl_page_slice *slice, size_t to);
850         /**
851          * Page destruction.
852          */
853
854         /**
855          * Called when page is truncated from the object. Optional.
856          *
857          * \see cl_page_discard()
858          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
859          */
860         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
861                             const struct cl_page_slice *slice,
862                             struct cl_io *io);
863         /**
864          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
865          * destroyed. Optional.
866          *
867          * \see cl_page_delete()
868          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
869          */
870         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
871                            const struct cl_page_slice *slice);
872         /**
873          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
874          *
875          * \see cl_page_print()
876          */
877         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
878                          const struct cl_page_slice *slice,
879                          void *cookie, lu_printer_t p);
880         /**
881          * \name transfer
882          *
883          * Transfer methods.
884          *
885          * @{
886          */
887         /**
888          * Request type dependent vector of operations.
889          *
890          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
891          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
892          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
893          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
894          * provided. That is, method invocation usually looks like
895          *
896          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
897          */
898         struct {
899                 /**
900                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
901                  * fired after cl_page_prep() or cl_page_make_ready() call.
902                  *
903                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
904                  * guaranteed however, that the page involved and its object
905                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
906                  * safe).
907                  *
908                  * \see cl_page_completion()
909                  */
910                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
911                                        const struct cl_page_slice *slice,
912                                        int ioret);
913         } io[CRT_NR];
914         /**
915          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
916          * transmitted.
917          *
918          * This is used for immediate transfers.
919          *
920          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
921          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
922          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
923          * this for page queues.
924          *
925          * \see cl_page_clip()
926          */
927         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
928                          const struct cl_page_slice *slice,
929                          int from, int to);
930         /**
931          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
932          * right now.
933          *
934          * \see cl_page_flush()
935          */
936         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
937                          const struct cl_page_slice *slice,
938                          struct cl_io *io);
939         /** @} transfer */
940 };
941
942 /**
943  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
944  */
945 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
946 do {                                                                    \
947         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
948                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
949                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
950                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
951         }                                                               \
952 } while (0)
953
954 /**
955  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
956  */
957 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
958 do {                                                                          \
959         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
960                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
961                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
962                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
963         }                                                                     \
964 } while (0)
965
966 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
967 {
968         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
969         return page->cp_vmpage;
970 }
971
972 static inline pgoff_t cl_page_index(const struct cl_page *cp)
973 {
974         return cl_page_vmpage(cp)->index;
975 }
976
977 /**
978  * Check if a cl_page is in use.
979  *
980  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
981  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
982  */
983 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
984 {
985         return (refcount_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
986 }
987
988 /**
989  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
990  */
991 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
992 /**
993  * Caller doesn't hold a refcount.
994  */
995 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
996
997 /* references: cl_page, page cache, optional + refcount for caller reference
998  * (always 0 or 1 currently)
999  */
1000 static inline int vmpage_in_use(struct page *vmpage, int refcount)
1001 {
1002         return (page_count(vmpage) - page_mapcount(vmpage) > 2 + refcount);
1003 }
1004
1005 /** @} cl_page */
1006
1007 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1008  * @{ */
1009 /** \struct cl_lock
1010  *
1011  * Extent locking on the client.
1012  *
1013  * LAYERING
1014  *
1015  * The locking model of the new client code is built around
1016  *
1017  *        struct cl_lock
1018  *
1019  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1020  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1021  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1022  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1023  *
1024  * Typical cl_lock consists of one layer:
1025  *
1026  *     - lov_lock (lov specific data).
1027  *
1028  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1029  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1030  *
1031  *     - osc_lock
1032  *
1033  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1034  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1035  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1036  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1037  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1038  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1039  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1040  *
1041  * LIFE CYCLE
1042  *
1043  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1044  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1045  * I/O is complete.
1046  *
1047  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1048  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1049  *
1050  * INTERFACE AND USAGE
1051  *
1052  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1053  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1054  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1055  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1056  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1057  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1058  * OST side.
1059  *
1060  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1061  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1062  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1063  * clo_enqueue time, is released.
1064  *
1065  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1066  *
1067  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1068  *
1069  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1070  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1071  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1072  *
1073  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1074  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1075  *
1076  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1077  *
1078  *     - locks are released after IO is complete.
1079  *
1080  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1081  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1082  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1083  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1084  *
1085  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1086  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1087  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1088  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1089  * sacrificing correctness. This includes:
1090  *
1091  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1092  *  atomicity;
1093  *
1094  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1095  *
1096  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1097  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1098  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1099  *
1100  * Interaction with DLM
1101  *
1102  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1103  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1104  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1105  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1106  * description of interaction with DLM.
1107  */
1108
1109 /**
1110  * Lock description.
1111  */
1112 struct cl_lock_descr {
1113         /** Object this lock is granted for. */
1114         struct cl_object *cld_obj;
1115         /** Index of the first page protected by this lock. */
1116         pgoff_t           cld_start;
1117         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1118         pgoff_t           cld_end;
1119         /** Group ID, for group lock */
1120         __u64             cld_gid;
1121         /** Lock mode. */
1122         enum cl_lock_mode cld_mode;
1123         /**
1124          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1125          * enum cl_enq_flags.
1126          */
1127         __u32             cld_enq_flags;
1128 };
1129
1130 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1131 #define PDESCR(descr)                                                   \
1132         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1133         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1134
1135 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1136
1137 /**
1138  * Layered client lock.
1139  */
1140 struct cl_lock {
1141         /** List of slices. Immutable after creation. */
1142         struct list_head      cll_layers;
1143         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1144         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1145 };
1146
1147 /**
1148  * Per-layer part of cl_lock
1149  *
1150  * \see lov_lock, osc_lock
1151  */
1152 struct cl_lock_slice {
1153         struct cl_lock                  *cls_lock;
1154         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1155          * creation. */
1156         struct cl_object                *cls_obj;
1157         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1158         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1159         struct list_head                 cls_linkage;
1160 };
1161
1162 /**
1163  *
1164  * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
1165  */
1166 struct cl_lock_operations {
1167         /** @{ */
1168         /**
1169          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1170          *
1171          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1172          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1173          *              @anchor for resources
1174          * \retval -ve  failure
1175          *
1176          * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
1177          */
1178         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1179                             const struct cl_lock_slice *slice,
1180                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1181         /**
1182          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1183          * DLM lock
1184          */
1185         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1186                            const struct cl_lock_slice *slice);
1187         /** @} */
1188         /**
1189          * Destructor. Frees resources and the slice.
1190          *
1191          * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
1192          */
1193         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1194         /**
1195          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1196          */
1197         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1198                          void *cookie, lu_printer_t p,
1199                          const struct cl_lock_slice *slice);
1200 };
1201
1202 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1203 do {                                                                    \
1204         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1205                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1206                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1207                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1208         }                                                               \
1209 } while (0)
1210
1211 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1212         if (likely(expr))                                               \
1213                 break;                                                  \
1214                                                                         \
1215         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1216         LBUG();                                                         \
1217 } while (0)
1218
1219 /** @} cl_lock */
1220
1221 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1222  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1223  *
1224  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1225  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1226  * pages:
1227  *
1228  *     - submit pages for an immediate transfer,
1229  *
1230  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1231  *
1232  *     - discard pages.
1233  *
1234  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1235  *
1236  * \todo XXX concurrency control.
1237  *
1238  * @{
1239  */
1240 struct cl_page_list {
1241         unsigned                 pl_nr;
1242         struct list_head         pl_pages;
1243 };
1244
1245 /**
1246  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1247  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1248  */
1249 struct cl_2queue {
1250         struct cl_page_list c2_qin;
1251         struct cl_page_list c2_qout;
1252 };
1253
1254 /** @} cl_page_list */
1255
1256 /** \addtogroup cl_io cl_io
1257  * @{ */
1258 /** \struct cl_io
1259  * I/O
1260  *
1261  * cl_io represents a high level I/O activity like
1262  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1263  * lock.
1264  *
1265  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1266  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1267  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1268  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1269  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1270  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1271  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1272  * by using free-lists, see cl_env_get().
1273  *
1274  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1275  * cl_io_type.
1276  *
1277  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1278  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1279  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1280  * released.
1281  *
1282  * For read/write io overall execution plan is as following:
1283  *
1284  *     (0) initialize io state through all layers;
1285  *
1286  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1287  *
1288  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1289  *
1290  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1291  *
1292  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1293  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1294  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1295  *
1296  *     (5) release locks
1297  *
1298  *     (6) repeat loop.
1299  *
1300  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1301  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1302  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1303  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1304  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1305  */
1306
1307 /** IO types */
1308 enum cl_io_type {
1309         /** read system call */
1310         CIT_READ = 1,
1311         /** write system call */
1312         CIT_WRITE,
1313         /** truncate, utime system calls */
1314         CIT_SETATTR,
1315         /** get data version */
1316         CIT_DATA_VERSION,
1317         /**
1318          * page fault handling
1319          */
1320         CIT_FAULT,
1321         /**
1322          * fsync system call handling
1323          * To write out a range of file
1324          */
1325         CIT_FSYNC,
1326         /**
1327          * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1328          */
1329         CIT_GLIMPSE,
1330         /**
1331          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1332          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1333          *
1334          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1335          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1336          *     to the server;
1337          *
1338          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1339          *     for memory cleansing;
1340          *
1341          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1342          *
1343          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1344          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1345          * cl_io_loop() is never called for it.
1346          */
1347         CIT_MISC,
1348         /**
1349          * ladvise handling
1350          * To give advice about access of a file
1351          */
1352         CIT_LADVISE,
1353         /**
1354          * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
1355          * across all file objects
1356          */
1357         CIT_LSEEK,
1358         CIT_OP_NR
1359 };
1360
1361 /**
1362  * States of cl_io state machine
1363  */
1364 enum cl_io_state {
1365         /** Not initialized. */
1366         CIS_ZERO,
1367         /** Initialized. */
1368         CIS_INIT,
1369         /** IO iteration started. */
1370         CIS_IT_STARTED,
1371         /** Locks taken. */
1372         CIS_LOCKED,
1373         /** Actual IO is in progress. */
1374         CIS_IO_GOING,
1375         /** IO for the current iteration finished. */
1376         CIS_IO_FINISHED,
1377         /** Locks released. */
1378         CIS_UNLOCKED,
1379         /** Iteration completed. */
1380         CIS_IT_ENDED,
1381         /** cl_io finalized. */
1382         CIS_FINI
1383 };
1384
1385 /**
1386  * IO state private for a layer.
1387  *
1388  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1389  * dynamically.
1390  *
1391  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1392  */
1393 struct cl_io_slice {
1394         struct cl_io                    *cis_io;
1395         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1396         struct cl_object                *cis_obj;
1397         /** io operations. Immutable after creation. */
1398         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1399         /**
1400          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1401          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1402          */
1403         struct list_head                cis_linkage;
1404 };
1405
1406 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1407                               struct pagevec *);
1408
1409 struct cl_read_ahead {
1410         /* Maximum page index the readahead window will end.
1411          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1412          * cra_end is included. */
1413         pgoff_t         cra_end_idx;
1414         /* optimal RPC size for this read, by pages */
1415         unsigned long   cra_rpc_pages;
1416         /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
1417          * function should be called to release it. */
1418         void            (*cra_release)(const struct lu_env *env,
1419                                        struct cl_read_ahead *ra);
1420
1421         /* Callback data for cra_release routine */
1422         void            *cra_dlmlock;
1423         void            *cra_oio;
1424
1425         /* whether lock is in contention */
1426         bool            cra_contention;
1427 };
1428
1429 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1430                                          struct cl_read_ahead *ra)
1431 {
1432         if (ra->cra_release != NULL)
1433                 ra->cra_release(env, ra);
1434         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1435 }
1436
1437
1438 /**
1439  * Per-layer io operations.
1440  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1441  */
1442 struct cl_io_operations {
1443         /**
1444          * Vector of io state transition methods for every io type.
1445          *
1446          * \see cl_page_operations::io
1447          */
1448         struct {
1449                 /**
1450                  * Prepare io iteration at a given layer.
1451                  *
1452                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1453                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1454                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1455                  *
1456                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1457                  */
1458                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1459                                       const struct cl_io_slice *slice);
1460                 /**
1461                  * Finalize io iteration.
1462                  *
1463                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1464                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1465                  * continued.
1466                  *
1467                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1468                  */
1469                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1470                                        const struct cl_io_slice *slice);
1471                 /**
1472                  * Collect locks for the current iteration of io.
1473                  *
1474                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1475                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1476                  * anything, instead it should post a lock through
1477                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1478                  * sorted and enqueued in the proper order.
1479                  */
1480                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1481                                   const struct cl_io_slice *slice);
1482                 /**
1483                  * Finalize unlocking.
1484                  *
1485                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1486                  * functionality, after generic code released all locks
1487                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1488                  */
1489                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1490                                     const struct cl_io_slice *slice);
1491                 /**
1492                  * Start io iteration.
1493                  *
1494                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1495                  * commence actual IO. In the current implementation,
1496                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1497                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1498                  * are called when everything is done.
1499                  */
1500                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1501                                   const struct cl_io_slice *slice);
1502                 /**
1503                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1504                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1505                  */
1506                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1507                                   const struct cl_io_slice *slice);
1508                 /**
1509                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1510                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1511                  */
1512                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1513                                     const struct cl_io_slice *slice,
1514                                     size_t nob);
1515                 /**
1516                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1517                  */
1518                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1519                                   const struct cl_io_slice *slice);
1520         } op[CIT_OP_NR];
1521
1522         /**
1523          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1524          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1525          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1526          * submission failed after some pages were moved into \a
1527          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1528          * executed on them.
1529          */
1530         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1531                         const struct cl_io_slice *slice,
1532                         enum cl_req_type crt,
1533                         struct cl_2queue *queue);
1534         /**
1535          * Queue async page for write.
1536          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1537          * cio_submit is for urgent request.
1538          */
1539         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1540                         const struct cl_io_slice *slice,
1541                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1542                         cl_commit_cbt cb);
1543         /**
1544          * Release active extent.
1545          */
1546         void  (*cio_extent_release)(const struct lu_env *env,
1547                                     const struct cl_io_slice *slice);
1548         /**
1549          * Decide maximum read ahead extent
1550          *
1551          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1552          */
1553         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1554                               const struct cl_io_slice *slice,
1555                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1556         /**
1557          *
1558          * Reserve LRU slots before IO.
1559          */
1560         int (*cio_lru_reserve) (const struct lu_env *env,
1561                                 const struct cl_io_slice *slice,
1562                                 loff_t pos, size_t bytes);
1563         /**
1564          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1565          */
1566         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1567                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1568 };
1569
1570 /**
1571  * Flags to lock enqueue procedure.
1572  * \ingroup cl_lock
1573  */
1574 enum cl_enq_flags {
1575         /**
1576          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1577          * -EAGAIN is returned immediately.
1578          */
1579         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1580         /**
1581          * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
1582          * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
1583          *
1584          * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
1585          * as automatically compatible with other osc locks.
1586          * (see osc_lock_compatible)
1587          */
1588         CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
1589         /**
1590          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1591          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1592          * protected by this lock, without sending them to the server.
1593          */
1594         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1595         /**
1596          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1597          * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
1598          * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
1599          * mode.
1600          *
1601          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
1602          */
1603         CEF_MUST         = 0x00000008,
1604         /**
1605          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1606          * not used currently.
1607          *
1608          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1609          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1610          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1611          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1612          * that are described by the enqueue flags.
1613          */
1614         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1615         /**
1616          * tell the dlm layer this is a speculative lock request
1617          * speculative lock requests are locks which are not requested as part
1618          * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
1619          * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
1620          * ptlrpc layer.
1621          *
1622          * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
1623          * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
1624          */
1625         CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
1626         /**
1627          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1628          */
1629         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1630         /**
1631          * Lock match only. Used by group lock in I/O as group lock
1632          * is known to exist.
1633          */
1634         CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
1635         /**
1636          * tell the DLM layer to lock only the requested range
1637          */
1638         CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
1639         /**
1640          * mask of enq_flags.
1641          */
1642         CEF_MASK         = 0x000001ff,
1643 };
1644
1645 /**
1646  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1647  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1648  */
1649 struct cl_io_lock_link {
1650         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1651         struct list_head        cill_linkage;
1652         struct cl_lock          cill_lock;
1653         /** optional destructor */
1654         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1655                                              struct cl_io_lock_link *link);
1656 };
1657 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1658
1659 /**
1660  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1661  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1662  * possible, because
1663  *
1664  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1665  *        "cascading timeouts";
1666  *
1667  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1668  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1669  *
1670  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1671  *
1672  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1673  *
1674  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1675  *
1676  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1677  *
1678  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1679  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1680  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1681  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1682  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1683  *
1684  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1685  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1686  * enqueued.
1687  */
1688 struct cl_lockset {
1689         /** locks to be acquired. */
1690         struct list_head  cls_todo;
1691         /** locks acquired. */
1692         struct list_head  cls_done;
1693 };
1694
1695 /**
1696  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1697  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1698  */
1699 enum cl_io_lock_dmd {
1700         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1701         CILR_MANDATORY = 0,
1702         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1703         CILR_MAYBE,
1704         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1705         CILR_NEVER
1706 };
1707
1708 enum cl_fsync_mode {
1709         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1710         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1711         /** start writeback and wait for them to finish */
1712         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1713         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1714         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1715         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1716          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1717         CL_FSYNC_ALL   = 3
1718 };
1719
1720 struct cl_io_rw_common {
1721         loff_t  crw_pos;
1722         size_t  crw_count;
1723         int     crw_nonblock;
1724 };
1725 enum cl_setattr_subtype {
1726         /** regular setattr **/
1727         CL_SETATTR_REG = 1,
1728         /** truncate(2) **/
1729         CL_SETATTR_TRUNC,
1730         /** fallocate(2) - mode preallocate **/
1731         CL_SETATTR_FALLOCATE
1732 };
1733
1734 struct cl_io_range {
1735         loff_t cir_pos;
1736         size_t cir_count;
1737 };
1738
1739 struct cl_io_pt {
1740         struct cl_io_pt *cip_next;
1741         struct kiocb cip_iocb;
1742         struct iov_iter cip_iter;
1743         struct file *cip_file;
1744         enum cl_io_type cip_iot;
1745         unsigned int cip_need_restart:1;
1746         loff_t cip_pos;
1747         size_t cip_count;
1748         ssize_t cip_result;
1749 };
1750
1751 /**
1752  * State for io.
1753  *
1754  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1755  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1756  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1757  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1758  * mutable cl_io fields.
1759  */
1760 struct cl_io {
1761         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1762         enum cl_io_type                ci_type;
1763         /** current state of cl_io state machine. */
1764         enum cl_io_state               ci_state;
1765         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1766         struct cl_object              *ci_obj;
1767         /** top level dio_aio */
1768         struct cl_dio_aio             *ci_dio_aio;
1769         /**
1770          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1771          * creation.
1772          */
1773         struct cl_io                  *ci_parent;
1774         /** List of slices. Immutable after creation. */
1775         struct list_head                ci_layers;
1776         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1777         struct cl_lockset              ci_lockset;
1778         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1779         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1780         /** layout version when this IO occurs */
1781         __u32                           ci_layout_version;
1782         union {
1783                 struct cl_rd_io {
1784                         struct cl_io_rw_common rd;
1785                 } ci_rd;
1786                 struct cl_wr_io {
1787                         struct cl_io_rw_common wr;
1788                         int                    wr_append;
1789                         int                    wr_sync;
1790                 } ci_wr;
1791                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1792                 struct cl_setattr_io {
1793                         struct ost_lvb           sa_attr;
1794                         unsigned int             sa_attr_flags;
1795                         unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
1796                         unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
1797                         int                      sa_stripe_index;
1798                         struct ost_layout        sa_layout;
1799                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1800                         /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
1801                         /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
1802                         enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
1803                         /* The following are used for fallocate(2) */
1804                         int                      sa_falloc_mode;
1805                         loff_t                   sa_falloc_offset;
1806                         loff_t                   sa_falloc_end;
1807                         uid_t                    sa_falloc_uid;
1808                         gid_t                    sa_falloc_gid;
1809                         __u32                    sa_falloc_projid;
1810                 } ci_setattr;
1811                 struct cl_data_version_io {
1812                         u64 dv_data_version;
1813                         u32 dv_layout_version;
1814                         int dv_flags;
1815                 } ci_data_version;
1816                 struct cl_fault_io {
1817                         /** page index within file. */
1818                         pgoff_t         ft_index;
1819                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1820                         size_t          ft_nob;
1821                         /** writable page? for nopage() only */
1822                         int             ft_writable;
1823                         /** page of an executable? */
1824                         int             ft_executable;
1825                         /** page_mkwrite() */
1826                         int             ft_mkwrite;
1827                         /** resulting page */
1828                         struct cl_page *ft_page;
1829                 } ci_fault;
1830                 struct cl_fsync_io {
1831                         loff_t             fi_start;
1832                         loff_t             fi_end;
1833                         /** file system level fid */
1834                         struct lu_fid     *fi_fid;
1835                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1836                         /* how many pages were written/discarded */
1837                         unsigned int       fi_nr_written;
1838                 } ci_fsync;
1839                 struct cl_ladvise_io {
1840                         __u64                    li_start;
1841                         __u64                    li_end;
1842                         /** file system level fid */
1843                         struct lu_fid           *li_fid;
1844                         enum lu_ladvise_type     li_advice;
1845                         __u64                    li_flags;
1846                 } ci_ladvise;
1847                 struct cl_lseek_io {
1848                         loff_t                   ls_start;
1849                         loff_t                   ls_result;
1850                         int                      ls_whence;
1851                 } ci_lseek;
1852                 struct cl_misc_io {
1853                         time64_t                 lm_next_rpc_time;
1854                 } ci_misc;
1855         } u;
1856         struct cl_2queue     ci_queue;
1857         size_t               ci_nob;
1858         int                  ci_result;
1859         unsigned int         ci_continue:1,
1860         /**
1861          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1862          * don't do lockless i/o.
1863          */
1864                              ci_no_srvlock:1,
1865         /**
1866          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1867          */
1868                              ci_need_restart:1,
1869         /**
1870          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1871          * change(page operations, layout change causes all page to be
1872          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1873          */
1874                              ci_ignore_layout:1,
1875         /**
1876          * Need MDS intervention to complete a write.
1877          * Write intent is required for the following cases:
1878          * 1. component being written is not initialized, or
1879          * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
1880          */
1881                              ci_need_write_intent:1,
1882         /**
1883          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1884          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1885          * verify layout because HSM won't release openning files.
1886          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1887          * and setattr.
1888          */
1889                              ci_verify_layout:1,
1890         /**
1891          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1892          */
1893                              ci_restore_needed:1,
1894         /**
1895          * O_NOATIME
1896          */
1897                              ci_noatime:1,
1898         /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
1899                              ci_lock_no_expand:1,
1900         /**
1901          * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
1902          *
1903          * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
1904          * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
1905          * that the upper layer can try to access the next mirror.
1906          */
1907                              ci_ndelay:1,
1908         /**
1909          * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
1910          */
1911                              ci_async_readahead:1,
1912         /**
1913          * Ignore lockless and do normal locking for this io.
1914          */
1915                              ci_dio_lock:1,
1916         /**
1917          * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
1918          * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
1919          * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
1920          */
1921                              ci_tried_all_mirrors:1,
1922         /**
1923          * Random read hints, readahead will be disabled.
1924          */
1925                              ci_rand_read:1,
1926         /**
1927          * Sequential read hints.
1928          */
1929                              ci_seq_read:1,
1930         /**
1931          * Do parallel (async) submission of DIO RPCs.  Note DIO is still sync
1932          * to userspace, only the RPCs are submitted async, then waited for at
1933          * the llite layer before returning.
1934          */
1935                              ci_parallel_dio:1;
1936         /**
1937          * Bypass quota check
1938          */
1939         unsigned             ci_noquota:1,
1940         /**
1941          * io_uring direct IO with flags IOCB_NOWAIT.
1942          */
1943                              ci_iocb_nowait:1;
1944         /**
1945          * How many times the read has retried before this one.
1946          * Set by the top level and consumed by the LOV.
1947          */
1948         unsigned             ci_ndelay_tried;
1949         /**
1950          * Designated mirror index for this I/O.
1951          */
1952         unsigned             ci_designated_mirror;
1953         /**
1954          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1955          */
1956         unsigned             ci_owned_nr;
1957         /**
1958          * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
1959          */
1960         struct lu_extent        ci_write_intent;
1961 };
1962
1963 /** @} cl_io */
1964
1965 /**
1966  * Per-transfer attributes.
1967  */
1968 struct cl_req_attr {
1969         enum cl_req_type cra_type;
1970         u64              cra_flags;
1971         struct cl_page  *cra_page;
1972         /** Generic attributes for the server consumption. */
1973         struct obdo     *cra_oa;
1974         /** Jobid */
1975         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1976 };
1977
1978 enum cache_stats_item {
1979         /** how many cache lookups were performed */
1980         CS_lookup = 0,
1981         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
1982         CS_hit,
1983         /** how many entities are in the cache right now */
1984         CS_total,
1985         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
1986          * evicted) right now */
1987         CS_busy,
1988         /** how many entities were created at all */
1989         CS_create,
1990         CS_NR
1991 };
1992
1993 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
1994
1995 /**
1996  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
1997  */
1998 struct cache_stats {
1999         const char      *cs_name;
2000         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2001 };
2002
2003 /** These are not exported so far */
2004 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2005
2006 /**
2007  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2008  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2009  * clients to co-exist in the single address space.
2010  */
2011 struct cl_site {
2012         struct lu_site          cs_lu;
2013         /**
2014          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2015          * per-cpu counters is needed.
2016          *
2017          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2018          *
2019          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2020          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2021          */
2022         struct cache_stats      cs_pages;
2023         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2024 };
2025
2026 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2027 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2028 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2029
2030 /**
2031  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2032  * ll_rd_*()-style functions.
2033  */
2034 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2035
2036 /**
2037  * \name helpers
2038  *
2039  * Type conversion and accessory functions.
2040  */
2041 /** @{ */
2042
2043 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2044 {
2045         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2046 }
2047
2048 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2049 {
2050         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2051         return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2052 }
2053
2054 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2055 {
2056         return &d->cd_lu_dev;
2057 }
2058
2059 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2060 {
2061         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2062         return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
2063 }
2064
2065 static inline const struct cl_object_conf *
2066 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2067 {
2068         return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2069 }
2070
2071 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2072 {
2073         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2074 }
2075
2076 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2077 {
2078         return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2079 }
2080
2081 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2082 {
2083         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2084 }
2085
2086 static inline
2087 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2088 {
2089         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2090 }
2091
2092 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2093 {
2094         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2095 }
2096
2097 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2098 {
2099         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2100 }
2101
2102 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2103                        struct cl_object *obj,
2104                        const struct cl_page_operations *ops);
2105 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2106                        struct cl_object *obj,
2107                        const struct cl_lock_operations *ops);
2108 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2109                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2110 /** @} helpers */
2111
2112 /** \defgroup cl_object cl_object
2113  * @{ */
2114 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2115 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2116                                  const struct lu_fid *fid,
2117                                  const struct cl_object_conf *c);
2118
2119 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2120 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2121 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2122 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2123 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2124 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2125 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2126                         struct cl_attr *attr);
2127 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2128                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2129 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2130                            struct ost_lvb *lvb);
2131 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2132                            const struct cl_object_conf *conf);
2133 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2134 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2135 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2136                         struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
2137 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2138                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2139                      size_t *buflen);
2140 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2141                          struct cl_layout *cl);
2142 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2143 int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2144                     struct ldlm_lock *lock);
2145
2146
2147 /**
2148  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2149  */
2150 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2151 {
2152         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2153 }
2154
2155 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2156 {
2157         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2158         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2159         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2160 }
2161
2162 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2163                                          struct cl_page *page)
2164 {
2165         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2166 }
2167
2168 /**
2169  * Return refcount of cl_object.
2170  */
2171 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2172 {
2173         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2174         return atomic_read(&header->loh_ref);
2175 }
2176
2177 /** @} cl_object */
2178
2179 /** \defgroup cl_page cl_page
2180  * @{ */
2181 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2182                                      struct cl_object *obj,
2183                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2184                                      enum cl_page_type type);
2185 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2186                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2187                                      struct page *vmpage,
2188                                      enum cl_page_type type);
2189 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2190 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2191                                      struct cl_page *page);
2192 void            cl_pagevec_put      (const struct lu_env *env,
2193                                      struct cl_page *page,
2194                                      struct pagevec *pvec);
2195 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2196                                      lu_printer_t printer,
2197                                      const struct cl_page *pg);
2198 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2199                                      lu_printer_t printer,
2200                                      const struct cl_page *pg);
2201 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2202
2203 /**
2204  * \name ownership
2205  *
2206  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2207  */
2208 /** @{ */
2209
2210 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2211                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2212 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2213                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2214 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2215                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2216 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2217                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2218 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2219                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2220 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2221
2222 /** @} ownership */
2223
2224 /**
2225  * \name transfer
2226  *
2227  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2228  * tracking transfer state.
2229  */
2230 /** @{ */
2231 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2232                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2233 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2234                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2235 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2236                          enum cl_req_type crt);
2237 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2238                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2239 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2240                          int from, int to);
2241 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2242                          struct cl_page *pg);
2243
2244 /** @} transfer */
2245
2246
2247 /**
2248  * \name helper routines
2249  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2250  */
2251 /** @{ */
2252 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2253                         struct cl_page *pg);
2254 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2255 void    cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
2256                       size_t to);
2257 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2258 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2259 size_t  cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2260
2261 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2262                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2263 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2264                          lu_printer_t printer,
2265                          const struct cl_lock_descr *descr);
2266 /* @} helper */
2267
2268 /**
2269  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2270  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2271  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2272  * layer for recovery purposes.
2273  */
2274 struct cl_client_cache {
2275         /**
2276          * # of client cache refcount
2277          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2278          */
2279         refcount_t              ccc_users;
2280         /**
2281          * # of threads are doing shrinking
2282          */
2283         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2284         /**
2285          * # of LRU entries available
2286          */
2287         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2288         /**
2289          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2290          */
2291         struct list_head        ccc_lru;
2292         /**
2293          * Max # of LRU entries
2294          */
2295         unsigned long           ccc_lru_max;
2296         /**
2297          * Lock to protect ccc_lru list
2298          */
2299         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2300         /**
2301          * Set if unstable check is enabled
2302          */
2303         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2304         /**
2305          * # of unstable pages for this mount point
2306          */
2307         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2308         /**
2309          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2310          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2311          */
2312         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2313         /**
2314          * Serialize max_cache_mb write operation
2315          */
2316         struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
2317 };
2318 /**
2319  * cl_cache functions
2320  */
2321 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2322 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2323 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2324
2325 /** @} cl_page */
2326
2327 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2328  * @{ */
2329 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2330                     struct cl_lock *lock);
2331 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2332                  const struct cl_io *io);
2333 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2334 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2335                                        const struct lu_device_type *dtype);
2336 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2337
2338 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2339                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2340 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2341
2342 /** @} cl_lock */
2343
2344 /** \defgroup cl_io cl_io
2345  * @{ */
2346
2347 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2348                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2349 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2350                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2351 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2352                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2353 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2354
2355 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2356 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2357 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2358 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2359 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2360 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2361 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2362 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2363                           struct cl_io_lock_link *link);
2364 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2365                            struct cl_lock_descr *descr);
2366 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2367                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2368 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2369                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2370                           long timeout);
2371 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2372                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2373                           cl_commit_cbt cb);
2374 void  cl_io_extent_release (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2375 int cl_io_lru_reserve(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2376                       loff_t pos, size_t bytes);
2377 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2378                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2379 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2380                           size_t nob);
2381
2382 /**
2383  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2384  */
2385 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2386 {
2387         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2388 }
2389
2390 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2391 {
2392         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2393 }
2394
2395 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2396 {
2397         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2398 }
2399
2400 static inline int cl_io_is_pagefault(const struct cl_io *io)
2401 {
2402         return io->ci_type == CIT_FAULT && !io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2403 }
2404
2405 /**
2406  * True, iff \a io is a truncate(2).
2407  */
2408 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2409 {
2410         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2411                 (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
2412                 (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
2413 }
2414
2415 static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
2416 {
2417         return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
2418                (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
2419 }
2420
2421 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2422
2423 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2424                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2425
2426 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2427 do {                                                                    \
2428         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2429                                                                         \
2430         memset(&__foo_io->base, 0,                                      \
2431                sizeof(*__foo_io) - offsetof(typeof(*__foo_io), base));  \
2432 } while (0)
2433
2434 /** @} cl_io */
2435
2436 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2437  * @{ */
2438
2439 /**
2440  * Last page in the page list.
2441  */
2442 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2443 {
2444         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2445         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2446 }
2447
2448 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2449 {
2450         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2451         return list_first_entry(&plist->pl_pages, struct cl_page, cp_batch);
2452 }
2453
2454 /**
2455  * Iterate over pages in a page list.
2456  */
2457 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2458         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2459
2460 /**
2461  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2462  */
2463 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2464         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2465
2466 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
2467 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page,
2468                       bool get_ref);
2469 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2470                        struct cl_page *page);
2471 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2472                             struct cl_page *page);
2473 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list,
2474                          struct cl_page_list *head);
2475 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env,
2476                       struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2477 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
2478                          struct cl_page_list *plist);
2479 void cl_page_list_assume(const struct lu_env *env,
2480                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2481 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2482                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2483 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2484
2485 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
2486 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2487 void cl_2queue_assume(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2488                       struct cl_2queue *queue);
2489 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2490                        struct cl_2queue *queue);
2491 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2492 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2493
2494 /** @} cl_page_list */
2495
2496 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2497                      struct cl_req_attr *attr);
2498
2499 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2500  * @{ */
2501
2502 struct cl_sync_io;
2503 struct cl_dio_aio;
2504 struct cl_sub_dio;
2505
2506 typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
2507
2508 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr, void *dio_aio,
2509                             cl_sync_io_end_t *end);
2510
2511 int cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2512                     long timeout);
2513 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2514                      int ioret);
2515 int cl_sync_io_wait_recycle(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2516                             long timeout, int ioret);
2517 struct cl_dio_aio *cl_dio_aio_alloc(struct kiocb *iocb, struct cl_object *obj,
2518                                     bool is_aio);
2519 struct cl_sub_dio *cl_sub_dio_alloc(struct cl_dio_aio *ll_aio, bool sync);
2520 void cl_dio_aio_free(const struct lu_env *env, struct cl_dio_aio *aio);
2521 void cl_sub_dio_free(struct cl_sub_dio *sdio);
2522 static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
2523 {
2524         cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
2525 }
2526
2527 /**
2528  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2529  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2530  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2531  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2532  */
2533 struct cl_sync_io {
2534         /** number of pages yet to be transferred. */
2535         atomic_t                csi_sync_nr;
2536         /** error code. */
2537         int                     csi_sync_rc;
2538         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2539         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2540         /** callback to invoke when this IO is finished */
2541         cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
2542         /* private pointer for an associated DIO/AIO */
2543         void                   *csi_dio_aio;
2544 };
2545
2546 /** direct IO pages */
2547 struct ll_dio_pages {
2548         /*
2549          * page array to be written. we don't support
2550          * partial pages except the last one.
2551          */
2552         struct page             **ldp_pages;
2553         /** # of pages in the array. */
2554         size_t                  ldp_count;
2555         /* the file offset of the first page. */
2556         loff_t                  ldp_file_offset;
2557 };
2558
2559 /* Top level struct used for AIO and DIO */
2560 struct cl_dio_aio {
2561         struct cl_sync_io       cda_sync;
2562         struct cl_object        *cda_obj;
2563         struct kiocb            *cda_iocb;
2564         ssize_t                 cda_bytes;
2565         unsigned                cda_no_aio_complete:1,
2566                                 cda_creator_free:1;
2567 };
2568
2569 /* Sub-dio used for splitting DIO (and AIO, because AIO is DIO) according to
2570  * the layout/striping, so we can do parallel submit of DIO RPCs
2571  */
2572 struct cl_sub_dio {
2573         struct cl_sync_io       csd_sync;
2574         struct cl_page_list     csd_pages;
2575         ssize_t                 csd_bytes;
2576         struct cl_dio_aio       *csd_ll_aio;
2577         struct ll_dio_pages     csd_dio_pages;
2578         unsigned                csd_creator_free:1;
2579 };
2580 #if defined(HAVE_DIRECTIO_ITER) || defined(HAVE_IOV_ITER_RW) || \
2581         defined(HAVE_DIRECTIO_2ARGS)
2582 #define HAVE_DIO_ITER 1
2583 #endif
2584
2585 void ll_release_user_pages(struct page **pages, int npages);
2586
2587 /** @} cl_sync_io */
2588
2589 /** \defgroup cl_env cl_env
2590  *
2591  * lu_env handling for a client.
2592  *
2593  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2594  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2595  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2596  * where
2597  *
2598  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2599  *
2600  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2601  *
2602  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2603  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2604  * into VFS or MM that call back into lustre.
2605  *
2606  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2607  * optimizations:
2608  *
2609  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2610  *     longer used environments instead of destroying them;
2611  *
2612  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2613  * @{ */
2614
2615 struct lu_env *cl_env_get(__u16 *refcheck);
2616 struct lu_env *cl_env_alloc(__u16 *refcheck, __u32 tags);
2617 void cl_env_put(struct lu_env *env, __u16 *refcheck);
2618 unsigned cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2619 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2620 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2621
2622 /** @} cl_env */
2623
2624 /*
2625  * Misc
2626  */
2627 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2628 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2629
2630 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2631                                 struct lu_device_type *ldt,
2632                                 struct lu_device *next);
2633 /** @} clio */
2634
2635 int cl_global_init(void);
2636 void cl_global_fini(void);
2637
2638 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */