Whamcloud - gitweb
ad3512c0bea196fe760a62c0aa6f48724190365e
[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  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
31  */
32 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
33 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
34
35 /** \defgroup clio clio
36  *
37  * Client objects implement io operations and cache pages.
38  *
39  * Examples: lov and osc are implementations of cl interface.
40  *
41  * Big Theory Statement.
42  *
43  * Layered objects.
44  *
45  * Client implementation is based on the following data-types:
46  *
47  *   - cl_object
48  *
49  *   - cl_page
50  *
51  *   - cl_lock     represents an extent lock on an object.
52  *
53  *   - cl_io       represents high-level i/o activity such as whole read/write
54  *                 system call, or write-out of pages from under the lock being
55  *                 canceled. cl_io has sub-ios that can be stopped and resumed
56  *                 independently, thus achieving high degree of transfer
57  *                 parallelism. Single cl_io can be advanced forward by
58  *                 the multiple threads (although in the most usual case of
59  *                 read/write system call it is associated with the single user
60  *                 thread, that issued the system call).
61  *
62  * Terminology
63  *
64  *     - to avoid confusion high-level I/O operation like read or write system
65  *     call is referred to as "an io", whereas low-level I/O operation, like
66  *     RPC, is referred to as "a transfer"
67  *
68  *     - "generic code" means generic (not file system specific) code in the
69  *     hosting environment. "cl-code" means code (mostly in cl_*.c files) that
70  *     is not layer specific.
71  *
72  * Locking.
73  *
74  *  - i_mutex
75  *      - PG_locked
76  *          - cl_object_header::coh_page_guard
77  *          - lu_site::ls_guard
78  *
79  * See the top comment in cl_object.c for the description of overall locking and
80  * reference-counting design.
81  *
82  * See comments below for the description of i/o, page, and dlm-locking
83  * design.
84  *
85  * @{
86  */
87
88 /*
89  * super-class definitions.
90  */
91 #include <linux/aio.h>
92 #include <linux/fs.h>
93
94 #include <libcfs/libcfs.h>
95 #include <lu_object.h>
96 #include <linux/atomic.h>
97 #include <linux/mutex.h>
98 #include <linux/radix-tree.h>
99 #include <linux/spinlock.h>
100 #include <linux/wait.h>
101 #include <linux/pagevec.h>
102 #include <lustre_dlm.h>
103
104 struct obd_info;
105 struct inode;
106
107 struct cl_device;
108
109 struct cl_object;
110
111 struct cl_page;
112 struct cl_page_slice;
113 struct cl_lock;
114 struct cl_lock_slice;
115
116 struct cl_lock_operations;
117 struct cl_page_operations;
118
119 struct cl_io;
120 struct cl_io_slice;
121
122 struct cl_req_attr;
123
124 /**
125  * Device in the client stack.
126  *
127  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
128  */
129 struct cl_device {
130         /** Super-class. */
131         struct lu_device                   cd_lu_dev;
132 };
133
134 /** \addtogroup cl_object cl_object
135  * @{ */
136 /**
137  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
138  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
139  * from sub-objects' ones.
140  */
141 struct cl_attr {
142         /** Object size, in bytes */
143         loff_t cat_size;
144         /**
145          * Known minimal size, in bytes.
146          *
147          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
148          */
149         loff_t cat_kms;
150         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
151         time64_t cat_mtime;
152         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
153         time64_t cat_atime;
154         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
155         time64_t cat_ctime;
156         /**
157          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
158          *
159          * \todo XXX An interface for block size is needed.
160          */
161         __u64  cat_blocks;
162         /**
163          * User identifier for quota purposes.
164          */
165         uid_t  cat_uid;
166         /**
167          * Group identifier for quota purposes.
168          */
169         gid_t  cat_gid;
170
171         /* nlink of the directory */
172         __u64  cat_nlink;
173
174         /* Project identifier for quota purpose. */
175         __u32  cat_projid;
176 };
177
178 /**
179  * Fields in cl_attr that are being set.
180  */
181 enum cl_attr_valid {
182         CAT_SIZE        = BIT(0),
183         CAT_KMS         = BIT(1),
184         CAT_MTIME       = BIT(3),
185         CAT_ATIME       = BIT(4),
186         CAT_CTIME       = BIT(5),
187         CAT_BLOCKS      = BIT(6),
188         CAT_UID         = BIT(7),
189         CAT_GID         = BIT(8),
190         CAT_PROJID      = BIT(9),
191 };
192
193 /**
194  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
195  * stacks.
196  *
197  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
198  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
199  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
200  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
201  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
202  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
203  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
204  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
205  *    table.
206  *
207  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
208  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
209  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
210  *    layers:
211  *
212  *        - vvp
213  *        - lov
214  *
215  *    whereas its sub-objects are composed of
216  *
217  *        - lovsub
218  *        - osc
219  *
220  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
221  *    track of the object-subobject relationship.
222  *
223  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
224  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
225  *    destroyed too.
226  *
227  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
228  */
229 struct cl_object {
230         /** super class */
231         struct lu_object                   co_lu;
232         /** per-object-layer operations */
233         const struct cl_object_operations *co_ops;
234         /** offset of page slice in cl_page buffer */
235         int                                co_slice_off;
236 };
237
238 /**
239  * Description of the client object configuration. This is used for the
240  * creation of a new client object that is identified by a more state than
241  * fid.
242  */
243 struct cl_object_conf {
244         /** Super-class. */
245         struct lu_object_conf     coc_lu;
246         union {
247                 /**
248                  * Object layout. This is consumed by lov.
249                  */
250                 struct lu_buf    coc_layout;
251                 /**
252                  * Description of particular stripe location in the
253                  * cluster. This is consumed by osc.
254                  */
255                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
256         } u;
257         /**
258          * VFS inode. This is consumed by vvp.
259          */
260         struct inode             *coc_inode;
261         /**
262          * Layout lock handle.
263          */
264         struct ldlm_lock         *coc_lock;
265         /**
266          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
267          */
268         int                       coc_opc;
269 };
270
271 enum {
272         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
273          * holding layout lock. */
274         OBJECT_CONF_SET = 0,
275         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
276          * layout lock. */
277         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
278         /** wait for old layout to go away so that new layout can be
279          * set up. */
280         OBJECT_CONF_WAIT = 2
281 };
282
283 enum {
284         CL_LAYOUT_GEN_NONE      = (u32)-2,      /* layout lock was cancelled */
285         CL_LAYOUT_GEN_EMPTY     = (u32)-1,      /* for empty layout */
286 };
287
288 struct cl_layout {
289         /** the buffer to return the layout in lov_mds_md format. */
290         struct lu_buf   cl_buf;
291         /** size of layout in lov_mds_md format. */
292         size_t          cl_size;
293         /** Layout generation. */
294         u32             cl_layout_gen;
295         /** whether layout is a composite one */
296         bool            cl_is_composite;
297         /** Whether layout is a HSM released one */
298         bool            cl_is_released;
299 };
300
301 /**
302  * Operations implemented for each cl object layer.
303  *
304  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
305  */
306 struct cl_object_operations {
307         /**
308          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
309          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
310          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
311          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
312          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
313          * sense). Optional.
314          *
315          * \retval NULL success.
316          *
317          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
318          *
319          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
320          *         to be used instead of newly created.
321          */
322         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
323                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
324         /**
325          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
326          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
327          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
328          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
329          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
330          */
331         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
332                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
333                               const struct cl_io *io);
334         /**
335          * Initialize io state for a given layer.
336          *
337          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
338          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
339          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
340          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
341          * participating in this io share the same session.
342          */
343         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
344                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
345         /**
346          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
347          * called top-to-bottom through all object layers.
348          *
349          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
350          *
351          * \return   0: to continue
352          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
353          *              from enclosing cl_object_attr_get())
354          * \return -ve: to signal error
355          */
356         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
357                             struct cl_attr *attr);
358         /**
359          * Update attributes.
360          *
361          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
362          * indicating what attributes are to be set.
363          *
364          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
365          *
366          * \return the same convention as for
367          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
368          */
369         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
370                                const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
371         /**
372          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
373          * configuration.
374          *
375          * XXX error conditions and handling.
376          */
377         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
378                             const struct cl_object_conf *conf);
379         /**
380          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
381          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
382          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
383          *
384          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
385          * \see osc_object_glimpse()
386          */
387         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
388                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
389         /**
390          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
391          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
392          * mainly pages and locks.
393          */
394         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
395         /**
396          * Object getstripe method.
397          */
398         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
399                              struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
400         /**
401          * Get FIEMAP mapping from the object.
402          */
403         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
404                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
405                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
406         /**
407          * Get layout and generation of the object.
408          */
409         int (*coo_layout_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
410                               struct cl_layout *layout);
411         /**
412          * Get maximum size of the object.
413          */
414         loff_t (*coo_maxbytes)(struct cl_object *obj);
415         /**
416          * Set request attributes.
417          */
418         void (*coo_req_attr_set)(const struct lu_env *env,
419                                  struct cl_object *obj,
420                                  struct cl_req_attr *attr);
421         /**
422          * Flush \a obj data corresponding to \a lock. Used for DoM
423          * locks in llite's cancelling blocking ast callback.
424          */
425         int (*coo_object_flush)(const struct lu_env *env,
426                                 struct cl_object *obj,
427                                 struct ldlm_lock *lock);
428 };
429
430 /**
431  * Extended header for client object.
432  */
433 struct cl_object_header {
434         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
435          * here. */
436         struct lu_object_header coh_lu;
437
438         /**
439          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
440          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
441          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
442          * field allows certain code to be written generically, without
443          * limiting possible cl_object layouts unduly.
444          */
445         struct cl_object_header *coh_parent;
446         /**
447          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
448          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
449          * from.
450          *
451          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
452          */
453         spinlock_t               coh_attr_guard;
454         /**
455          * Size of cl_page + page slices
456          */
457         unsigned short           coh_page_bufsize;
458         /**
459          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
460          * sub-object, etc.
461          */
462         unsigned char            coh_nesting;
463 };
464
465 /**
466  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
467  * layer top-to-bottom to \a slice.
468  */
469 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
470         list_for_each_entry((slice),                            \
471                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
472                             co_lu.lo_linkage)
473
474 /**
475  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
476  * layer bottom-to-top to \a slice.
477  */
478 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
479         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
480                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
481                                     co_lu.lo_linkage)
482
483 /** @} cl_object */
484
485 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
486
487 /** \addtogroup cl_page cl_page
488  * @{ */
489
490 /** \struct cl_page
491  * Layered client page.
492  *
493  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
494  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
495  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
496  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
497  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
498  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
499  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
500  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
501  *
502  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
503  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
504  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
505  *    current design) that
506  *
507  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
508  *          memory pressure),
509  *
510  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
511  *          environment.
512  *
513  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
514  *    established when cl_page is created.
515  *
516  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
517  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
518  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
519  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
520  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
521  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
522  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
523  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
524  *
525  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
526  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
527  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
528  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
529  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
530  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
531  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
532  *    different ways to own a page in the client:
533  *
534  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
535  *
536  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
537  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
538  *
539  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
540  *    cl_page_unassume().
541  *
542  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
543  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
544  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
545  *    destroyed.
546  *
547  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
548  *    pages is the following:
549  *
550  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
551  *          to a page:
552  *
553  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
554  *              spin-lock;
555  *
556  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
557  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
558  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
559  *
560  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
561  *          ways are severed with the proper synchronization
562  *          (cl_page_delete());
563  *
564  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
565  *          lock;
566  *
567  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
568  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
569  *
570  *    Together this guarantees that when last reference to a
571  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
572  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
573  *    ones exist.
574  *
575  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
576  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
577  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
578  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
579  *    page.
580  *
581  * Linux Kernel implementation.
582  *
583  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
584  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
585  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
586  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
587  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
588  *    private data structures).
589  *
590  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
591  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
592  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
593  *    transfer.
594  *
595  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
596  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
597  */
598
599 /**
600  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
601  *
602  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
603  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
604  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
605  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
606  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
607  * are interested in them.
608  */
609 enum cl_page_state {
610         /**
611          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
612          * following cases:
613          *
614          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
615          *     owns it;
616          *
617          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
618          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
619          *     into an RPC being constructed, and yanks it from the cache;
620          *
621          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
622          *     evict the page form the memory;
623          *
624          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
625          */
626         CPS_CACHED = 1,
627         /**
628          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
629          * state as a result of
630          *
631          *     - io creating new page and immediately owning it;
632          *
633          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
634          *     and owning it;
635          *
636          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
637          *     and waiting for owner to release the page;
638          *
639          * Page leaves owned state in the following cases:
640          *
641          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
642          *     the cache, doing nothing;
643          *
644          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
645          *     this page;
646          *
647          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
648          *     transfer for this page;
649          *
650          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
651          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
652          *
653          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
654          */
655         CPS_OWNED,
656         /**
657          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
658          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
659          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
660          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
661          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
662          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
663          * made by the hosting environment (that effectively means that the
664          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
665          * advance". This property is mentioned, because it is important when
666          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
667          * enter this state as a result of
668          *
669          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
670          *     write-out of this page, or
671          *
672          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
673          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
674          *     transfer.
675          *
676          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
677          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
678          *
679          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
680          *
681          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
682          */
683         CPS_PAGEOUT,
684         /**
685          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
686          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
687          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
688          * construction of read request from cached, presumably not up to date,
689          * pages.
690          *
691          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
692          *
693          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
694          */
695         CPS_PAGEIN,
696         /**
697          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
698          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
699          * of truncate.
700          *
701          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
702          *
703          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
704          */
705         CPS_FREEING,
706         CPS_NR
707 };
708
709 enum cl_page_type {
710         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
711          * belongs to. */
712         CPT_CACHEABLE = 1,
713
714         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
715          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
716          *  it is used in DirectIO and lockless IO. */
717         CPT_TRANSIENT,
718         CPT_NR
719 };
720
721 #define CP_STATE_BITS   4
722 #define CP_TYPE_BITS    2
723 #define CP_MAX_LAYER    3
724
725 /**
726  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
727  * immutables.
728  *
729  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
730  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
731  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
732  * cl_page::cp_owner (when set).
733  */
734 struct cl_page {
735         /** Reference counter. */
736         atomic_t                cp_ref;
737         /** layout_entry + stripe index, composed using lov_comp_index() */
738         unsigned int            cp_lov_index;
739         pgoff_t                 cp_osc_index;
740         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
741         struct cl_object        *cp_obj;
742         /** vmpage */
743         struct page             *cp_vmpage;
744         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
745         struct list_head        cp_batch;
746         /** array of slices offset. Immutable after creation. */
747         unsigned char           cp_layer_offset[CP_MAX_LAYER]; /* 24 bits */
748         /** current slice index */
749         unsigned char           cp_layer_count:2; /* 26 bits */
750         /**
751          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
752          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
753          */
754         enum cl_page_state       cp_state:CP_STATE_BITS; /* 30 bits */
755         /**
756          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
757          * creation.
758          */
759         enum cl_page_type       cp_type:CP_TYPE_BITS; /* 32 bits */
760         /* which slab kmem index this memory allocated from */
761         short int               cp_kmem_index; /* 48 bits */
762         unsigned int            cp_unused1:16;  /* 64 bits */
763
764         /**
765          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
766          * by sub-io. Protected by a VM lock.
767          */
768         struct cl_io            *cp_owner;
769         /** List of references to this page, for debugging. */
770         struct lu_ref           cp_reference;
771         /** Link to an object, for debugging. */
772         struct lu_ref_link      cp_obj_ref;
773         /** Link to a queue, for debugging. */
774         struct lu_ref_link      cp_queue_ref;
775         /** Assigned if doing a sync_io */
776         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
777 };
778
779 /**
780  * Per-layer part of cl_page.
781  *
782  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
783  */
784 struct cl_page_slice {
785         struct cl_page                  *cpl_page;
786         /**
787          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
788          * creation.
789          */
790         struct cl_object                *cpl_obj;
791         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
792 };
793
794 /**
795  * Lock mode. For the client extent locks.
796  *
797  * \ingroup cl_lock
798  */
799 enum cl_lock_mode {
800         CLM_READ,
801         CLM_WRITE,
802         CLM_GROUP,
803         CLM_MAX,
804 };
805
806 /**
807  * Requested transfer type.
808  */
809 enum cl_req_type {
810         CRT_READ,
811         CRT_WRITE,
812         CRT_NR
813 };
814
815 /**
816  * Per-layer page operations.
817  *
818  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
819  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
820  * the obvious cases (like cl_page_operations::cpo_own()).
821  *
822  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
823  */
824 struct cl_page_operations {
825         /**
826          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
827          * implement these. Current code assumes that this functionality is
828          * provided by the topmost layer, see cl_page_disown0() as an example.
829          */
830
831         /**
832          * Called when \a io acquires this page into the exclusive
833          * ownership. When this method returns, it is guaranteed that the is
834          * not owned by other io, and no transfer is going on against
835          * it. Optional.
836          *
837          * \see cl_page_own()
838          * \see vvp_page_own(), lov_page_own()
839          */
840         int  (*cpo_own)(const struct lu_env *env,
841                         const struct cl_page_slice *slice,
842                         struct cl_io *io, int nonblock);
843         /** Called when ownership it yielded. Optional.
844          *
845          * \see cl_page_disown()
846          * \see vvp_page_disown()
847          */
848         void (*cpo_disown)(const struct lu_env *env,
849                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
850         /**
851          * Called for a page that is already "owned" by \a io from VM point of
852          * view. Optional.
853          *
854          * \see cl_page_assume()
855          * \see vvp_page_assume(), lov_page_assume()
856          */
857         void (*cpo_assume)(const struct lu_env *env,
858                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
859         /** Dual to cl_page_operations::cpo_assume(). Optional. Called
860          * bottom-to-top when IO releases a page without actually unlocking
861          * it.
862          *
863          * \see cl_page_unassume()
864          * \see vvp_page_unassume()
865          */
866         void (*cpo_unassume)(const struct lu_env *env,
867                              const struct cl_page_slice *slice,
868                              struct cl_io *io);
869         /**
870          * Announces whether the page contains valid data or not by \a uptodate.
871          *
872          * \see cl_page_export()
873          * \see vvp_page_export()
874          */
875         void  (*cpo_export)(const struct lu_env *env,
876                             const struct cl_page_slice *slice, int uptodate);
877         /**
878          * Checks whether underlying VM page is locked (in the suitable
879          * sense). Used for assertions.
880          *
881          * \retval    -EBUSY: page is protected by a lock of a given mode;
882          * \retval  -ENODATA: page is not protected by a lock;
883          * \retval         0: this layer cannot decide. (Should never happen.)
884          */
885         int (*cpo_is_vmlocked)(const struct lu_env *env,
886                                const struct cl_page_slice *slice);
887
888         /**
889          * Update file attributes when all we have is this page.  Used for tiny
890          * writes to update attributes when we don't have a full cl_io.
891          */
892         void (*cpo_page_touch)(const struct lu_env *env,
893                                const struct cl_page_slice *slice, size_t to);
894         /**
895          * Page destruction.
896          */
897
898         /**
899          * Called when page is truncated from the object. Optional.
900          *
901          * \see cl_page_discard()
902          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
903          */
904         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
905                             const struct cl_page_slice *slice,
906                             struct cl_io *io);
907         /**
908          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
909          * destroyed. Optional.
910          *
911          * \see cl_page_delete()
912          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
913          */
914         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
915                            const struct cl_page_slice *slice);
916         /** Destructor. Frees resources and slice itself. */
917         void (*cpo_fini)(const struct lu_env *env,
918                          struct cl_page_slice *slice,
919                          struct pagevec *pvec);
920         /**
921          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
922          *
923          * \see cl_page_print()
924          */
925         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
926                          const struct cl_page_slice *slice,
927                          void *cookie, lu_printer_t p);
928         /**
929          * \name transfer
930          *
931          * Transfer methods.
932          *
933          * @{
934          */
935         /**
936          * Request type dependent vector of operations.
937          *
938          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
939          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
940          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
941          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
942          * provided. That is, method invocation usually looks like
943          *
944          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
945          */
946         struct {
947                 /**
948                  * Called when a page is submitted for a transfer as a part of
949                  * cl_page_list.
950                  *
951                  * \return    0         : page is eligible for submission;
952                  * \return    -EALREADY : skip this page;
953                  * \return    -ve       : error.
954                  *
955                  * \see cl_page_prep()
956                  */
957                 int  (*cpo_prep)(const struct lu_env *env,
958                                  const struct cl_page_slice *slice,
959                                  struct cl_io *io);
960                 /**
961                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
962                  * fired after cl_page_operations::cpo_prep() or
963                  * cl_page_operations::cpo_make_ready() call.
964                  *
965                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
966                  * guaranteed however, that the page involved and its object
967                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
968                  * safe).
969                  *
970                  * \see cl_page_completion()
971                  */
972                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
973                                        const struct cl_page_slice *slice,
974                                        int ioret);
975                 /**
976                  * Called when cached page is about to be added to the
977                  * ptlrpc request as a part of req formation.
978                  *
979                  * \return    0       : proceed with this page;
980                  * \return    -EAGAIN : skip this page;
981                  * \return    -ve     : error.
982                  *
983                  * \see cl_page_make_ready()
984                  */
985                 int  (*cpo_make_ready)(const struct lu_env *env,
986                                        const struct cl_page_slice *slice);
987         } io[CRT_NR];
988         /**
989          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
990          * transmitted.
991          *
992          * This is used for immediate transfers.
993          *
994          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
995          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
996          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
997          * this for page queues.
998          *
999          * \see cl_page_clip()
1000          */
1001         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
1002                          const struct cl_page_slice *slice,
1003                          int from, int to);
1004         /**
1005          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
1006          * right now.
1007          *
1008          * \see cl_page_flush()
1009          */
1010         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
1011                          const struct cl_page_slice *slice,
1012                          struct cl_io *io);
1013         /** @} transfer */
1014 };
1015
1016 /**
1017  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
1018  */
1019 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
1020 do {                                                                    \
1021         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1022                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1023                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
1024                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1025         }                                                               \
1026 } while (0)
1027
1028 /**
1029  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
1030  */
1031 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
1032 do {                                                                          \
1033         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
1034                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
1035                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
1036                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
1037         }                                                                     \
1038 } while (0)
1039
1040 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
1041 {
1042         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
1043         return page->cp_vmpage;
1044 }
1045
1046 /**
1047  * Check if a cl_page is in use.
1048  *
1049  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
1050  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
1051  */
1052 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1053 {
1054         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
1055 }
1056
1057 /**
1058  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
1059  */
1060 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1061 /**
1062  * Caller doesn't hold a refcount.
1063  */
1064 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1065
1066 /** @} cl_page */
1067
1068 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1069  * @{ */
1070 /** \struct cl_lock
1071  *
1072  * Extent locking on the client.
1073  *
1074  * LAYERING
1075  *
1076  * The locking model of the new client code is built around
1077  *
1078  *        struct cl_lock
1079  *
1080  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1081  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1082  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1083  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1084  *
1085  * Typical cl_lock consists of one layer:
1086  *
1087  *     - lov_lock (lov specific data).
1088  *
1089  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1090  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1091  *
1092  *     - osc_lock
1093  *
1094  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1095  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1096  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1097  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1098  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1099  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1100  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1101  *
1102  * LIFE CYCLE
1103  *
1104  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1105  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1106  * I/O is complete.
1107  *
1108  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1109  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1110  *
1111  * INTERFACE AND USAGE
1112  *
1113  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1114  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1115  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1116  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1117  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1118  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1119  * OST side.
1120  *
1121  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1122  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1123  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1124  * clo_enqueue time, is released.
1125  *
1126  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1127  *
1128  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1129  *
1130  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1131  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1132  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1133  *
1134  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1135  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1136  *
1137  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1138  *
1139  *     - locks are released after IO is complete.
1140  *
1141  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1142  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1143  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1144  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1145  *
1146  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1147  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1148  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1149  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1150  * sacrificing correctness. This includes:
1151  *
1152  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1153  *  atomicity;
1154  *
1155  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1156  *
1157  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1158  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1159  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1160  *
1161  * Interaction with DLM
1162  *
1163  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1164  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1165  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1166  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1167  * description of interaction with DLM.
1168  */
1169
1170 /**
1171  * Lock description.
1172  */
1173 struct cl_lock_descr {
1174         /** Object this lock is granted for. */
1175         struct cl_object *cld_obj;
1176         /** Index of the first page protected by this lock. */
1177         pgoff_t           cld_start;
1178         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1179         pgoff_t           cld_end;
1180         /** Group ID, for group lock */
1181         __u64             cld_gid;
1182         /** Lock mode. */
1183         enum cl_lock_mode cld_mode;
1184         /**
1185          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1186          * enum cl_enq_flags.
1187          */
1188         __u32             cld_enq_flags;
1189 };
1190
1191 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1192 #define PDESCR(descr)                                                   \
1193         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1194         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1195
1196 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1197
1198 /**
1199  * Layered client lock.
1200  */
1201 struct cl_lock {
1202         /** List of slices. Immutable after creation. */
1203         struct list_head      cll_layers;
1204         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1205         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1206 };
1207
1208 /**
1209  * Per-layer part of cl_lock
1210  *
1211  * \see lov_lock, osc_lock
1212  */
1213 struct cl_lock_slice {
1214         struct cl_lock                  *cls_lock;
1215         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1216          * creation. */
1217         struct cl_object                *cls_obj;
1218         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1219         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1220         struct list_head                 cls_linkage;
1221 };
1222
1223 /**
1224  *
1225  * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
1226  */
1227 struct cl_lock_operations {
1228         /** @{ */
1229         /**
1230          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1231          *
1232          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1233          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1234          *              @anchor for resources
1235          * \retval -ve  failure
1236          *
1237          * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
1238          */
1239         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1240                             const struct cl_lock_slice *slice,
1241                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1242         /**
1243          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1244          * DLM lock
1245          */
1246         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1247                            const struct cl_lock_slice *slice);
1248         /** @} */
1249         /**
1250          * Destructor. Frees resources and the slice.
1251          *
1252          * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
1253          */
1254         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1255         /**
1256          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1257          */
1258         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1259                          void *cookie, lu_printer_t p,
1260                          const struct cl_lock_slice *slice);
1261 };
1262
1263 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1264 do {                                                                    \
1265         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1266                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1267                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1268                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1269         }                                                               \
1270 } while (0)
1271
1272 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1273         if (likely(expr))                                               \
1274                 break;                                                  \
1275                                                                         \
1276         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1277         LBUG();                                                         \
1278 } while (0)
1279
1280 /** @} cl_lock */
1281
1282 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1283  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1284  *
1285  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1286  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1287  * pages:
1288  *
1289  *     - submit pages for an immediate transfer,
1290  *
1291  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1292  *
1293  *     - discard pages.
1294  *
1295  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1296  *
1297  * \todo XXX concurrency control.
1298  *
1299  * @{
1300  */
1301 struct cl_page_list {
1302         unsigned                 pl_nr;
1303         struct list_head         pl_pages;
1304 };
1305
1306 /**
1307  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1308  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1309  */
1310 struct cl_2queue {
1311         struct cl_page_list c2_qin;
1312         struct cl_page_list c2_qout;
1313 };
1314
1315 /** @} cl_page_list */
1316
1317 /** \addtogroup cl_io cl_io
1318  * @{ */
1319 /** \struct cl_io
1320  * I/O
1321  *
1322  * cl_io represents a high level I/O activity like
1323  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1324  * lock.
1325  *
1326  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1327  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1328  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1329  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1330  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1331  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1332  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1333  * by using free-lists, see cl_env_get().
1334  *
1335  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1336  * cl_io_type.
1337  *
1338  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1339  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1340  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1341  * released.
1342  *
1343  * For read/write io overall execution plan is as following:
1344  *
1345  *     (0) initialize io state through all layers;
1346  *
1347  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1348  *
1349  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1350  *
1351  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1352  *
1353  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1354  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1355  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1356  *
1357  *     (5) release locks
1358  *
1359  *     (6) repeat loop.
1360  *
1361  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1362  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1363  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1364  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1365  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1366  */
1367
1368 /** IO types */
1369 enum cl_io_type {
1370         /** read system call */
1371         CIT_READ = 1,
1372         /** write system call */
1373         CIT_WRITE,
1374         /** truncate, utime system calls */
1375         CIT_SETATTR,
1376         /** get data version */
1377         CIT_DATA_VERSION,
1378         /**
1379          * page fault handling
1380          */
1381         CIT_FAULT,
1382         /**
1383          * fsync system call handling
1384          * To write out a range of file
1385          */
1386         CIT_FSYNC,
1387         /**
1388          * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1389          */
1390         CIT_GLIMPSE,
1391         /**
1392          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1393          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1394          *
1395          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1396          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1397          *     to the server;
1398          *
1399          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1400          *     for memory cleansing;
1401          *
1402          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1403          *
1404          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1405          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1406          * cl_io_loop() is never called for it.
1407          */
1408         CIT_MISC,
1409         /**
1410          * ladvise handling
1411          * To give advice about access of a file
1412          */
1413         CIT_LADVISE,
1414         /**
1415          * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
1416          * across all file objects
1417          */
1418         CIT_LSEEK,
1419         CIT_OP_NR
1420 };
1421
1422 /**
1423  * States of cl_io state machine
1424  */
1425 enum cl_io_state {
1426         /** Not initialized. */
1427         CIS_ZERO,
1428         /** Initialized. */
1429         CIS_INIT,
1430         /** IO iteration started. */
1431         CIS_IT_STARTED,
1432         /** Locks taken. */
1433         CIS_LOCKED,
1434         /** Actual IO is in progress. */
1435         CIS_IO_GOING,
1436         /** IO for the current iteration finished. */
1437         CIS_IO_FINISHED,
1438         /** Locks released. */
1439         CIS_UNLOCKED,
1440         /** Iteration completed. */
1441         CIS_IT_ENDED,
1442         /** cl_io finalized. */
1443         CIS_FINI
1444 };
1445
1446 /**
1447  * IO state private for a layer.
1448  *
1449  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1450  * dynamically.
1451  *
1452  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1453  */
1454 struct cl_io_slice {
1455         struct cl_io                    *cis_io;
1456         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1457         struct cl_object                *cis_obj;
1458         /** io operations. Immutable after creation. */
1459         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1460         /**
1461          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1462          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1463          */
1464         struct list_head                cis_linkage;
1465 };
1466
1467 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1468                               struct pagevec *);
1469
1470 struct cl_read_ahead {
1471         /* Maximum page index the readahead window will end.
1472          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1473          * cra_end is included. */
1474         pgoff_t         cra_end_idx;
1475         /* optimal RPC size for this read, by pages */
1476         unsigned long   cra_rpc_pages;
1477         /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
1478          * function should be called to release it. */
1479         void            (*cra_release)(const struct lu_env *env, void *cbdata);
1480         /* Callback data for cra_release routine */
1481         void            *cra_cbdata;
1482         /* whether lock is in contention */
1483         bool            cra_contention;
1484 };
1485
1486 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1487                                          struct cl_read_ahead *ra)
1488 {
1489         if (ra->cra_release != NULL)
1490                 ra->cra_release(env, ra->cra_cbdata);
1491         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1492 }
1493
1494
1495 /**
1496  * Per-layer io operations.
1497  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1498  */
1499 struct cl_io_operations {
1500         /**
1501          * Vector of io state transition methods for every io type.
1502          *
1503          * \see cl_page_operations::io
1504          */
1505         struct {
1506                 /**
1507                  * Prepare io iteration at a given layer.
1508                  *
1509                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1510                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1511                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1512                  *
1513                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1514                  */
1515                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1516                                       const struct cl_io_slice *slice);
1517                 /**
1518                  * Finalize io iteration.
1519                  *
1520                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1521                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1522                  * continued.
1523                  *
1524                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1525                  */
1526                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1527                                        const struct cl_io_slice *slice);
1528                 /**
1529                  * Collect locks for the current iteration of io.
1530                  *
1531                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1532                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1533                  * anything, instead it should post a lock through
1534                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1535                  * sorted and enqueued in the proper order.
1536                  */
1537                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1538                                   const struct cl_io_slice *slice);
1539                 /**
1540                  * Finalize unlocking.
1541                  *
1542                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1543                  * functionality, after generic code released all locks
1544                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1545                  */
1546                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1547                                     const struct cl_io_slice *slice);
1548                 /**
1549                  * Start io iteration.
1550                  *
1551                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1552                  * commence actual IO. In the current implementation,
1553                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1554                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1555                  * are called when everything is done.
1556                  */
1557                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1558                                   const struct cl_io_slice *slice);
1559                 /**
1560                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1561                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1562                  */
1563                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1564                                   const struct cl_io_slice *slice);
1565                 /**
1566                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1567                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1568                  */
1569                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1570                                     const struct cl_io_slice *slice,
1571                                     size_t nob);
1572                 /**
1573                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1574                  */
1575                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1576                                   const struct cl_io_slice *slice);
1577         } op[CIT_OP_NR];
1578
1579         /**
1580          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1581          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1582          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1583          * submission failed after some pages were moved into \a
1584          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1585          * executed on them.
1586          */
1587         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1588                         const struct cl_io_slice *slice,
1589                         enum cl_req_type crt,
1590                         struct cl_2queue *queue);
1591         /**
1592          * Queue async page for write.
1593          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1594          * cio_submit is for urgent request.
1595          */
1596         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1597                         const struct cl_io_slice *slice,
1598                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1599                         cl_commit_cbt cb);
1600         /**
1601          * Decide maximum read ahead extent
1602          *
1603          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1604          */
1605         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1606                               const struct cl_io_slice *slice,
1607                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1608         /**
1609          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1610          */
1611         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1612                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1613 };
1614
1615 /**
1616  * Flags to lock enqueue procedure.
1617  * \ingroup cl_lock
1618  */
1619 enum cl_enq_flags {
1620         /**
1621          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1622          * -EWOULDBLOCK is returned immediately.
1623          */
1624         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1625         /**
1626          * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
1627          * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
1628          *
1629          * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
1630          * as automatically compatible with other osc locks.
1631          * (see osc_lock_compatible)
1632          */
1633         CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
1634         /**
1635          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1636          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1637          * protected by this lock, without sending them to the server.
1638          */
1639         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1640         /**
1641          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1642          * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
1643          * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
1644          * mode.
1645          *
1646          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
1647          */
1648         CEF_MUST         = 0x00000008,
1649         /**
1650          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1651          * not used currently.
1652          *
1653          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1654          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1655          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1656          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1657          * that are described by the enqueue flags.
1658          */
1659         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1660         /**
1661          * tell the dlm layer this is a speculative lock request
1662          * speculative lock requests are locks which are not requested as part
1663          * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
1664          * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
1665          * ptlrpc layer.
1666          *
1667          * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
1668          * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
1669          */
1670         CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
1671         /**
1672          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1673          */
1674         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1675         /**
1676          * Lock match only. Used by group lock in I/O as group lock
1677          * is known to exist.
1678          */
1679         CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
1680         /**
1681          * tell the DLM layer to lock only the requested range
1682          */
1683         CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
1684         /**
1685          * mask of enq_flags.
1686          */
1687         CEF_MASK         = 0x000001ff,
1688 };
1689
1690 /**
1691  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1692  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1693  */
1694 struct cl_io_lock_link {
1695         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1696         struct list_head        cill_linkage;
1697         struct cl_lock          cill_lock;
1698         /** optional destructor */
1699         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1700                                              struct cl_io_lock_link *link);
1701 };
1702 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1703
1704 /**
1705  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1706  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1707  * possible, because
1708  *
1709  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1710  *        "cascading timeouts";
1711  *
1712  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1713  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1714  *
1715  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1716  *
1717  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1718  *
1719  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1720  *
1721  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1722  *
1723  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1724  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1725  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1726  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1727  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1728  *
1729  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1730  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1731  * enqueued.
1732  */
1733 struct cl_lockset {
1734         /** locks to be acquired. */
1735         struct list_head  cls_todo;
1736         /** locks acquired. */
1737         struct list_head  cls_done;
1738 };
1739
1740 /**
1741  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1742  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1743  */
1744 enum cl_io_lock_dmd {
1745         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1746         CILR_MANDATORY = 0,
1747         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1748         CILR_MAYBE,
1749         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1750         CILR_NEVER
1751 };
1752
1753 enum cl_fsync_mode {
1754         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1755         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1756         /** start writeback and wait for them to finish */
1757         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1758         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1759         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1760         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1761          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1762         CL_FSYNC_ALL   = 3
1763 };
1764
1765 struct cl_io_rw_common {
1766         loff_t  crw_pos;
1767         size_t  crw_count;
1768         int     crw_nonblock;
1769 };
1770 enum cl_setattr_subtype {
1771         /** regular setattr **/
1772         CL_SETATTR_REG = 1,
1773         /** truncate(2) **/
1774         CL_SETATTR_TRUNC,
1775         /** fallocate(2) - mode preallocate **/
1776         CL_SETATTR_FALLOCATE
1777 };
1778
1779 struct cl_io_range {
1780         loff_t cir_pos;
1781         size_t cir_count;
1782 };
1783
1784 struct cl_io_pt {
1785         struct cl_io_pt *cip_next;
1786         struct kiocb cip_iocb;
1787         struct iov_iter cip_iter;
1788         struct file *cip_file;
1789         enum cl_io_type cip_iot;
1790         unsigned int cip_need_restart:1;
1791         loff_t cip_pos;
1792         size_t cip_count;
1793         ssize_t cip_result;
1794 };
1795
1796 /**
1797  * State for io.
1798  *
1799  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1800  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1801  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1802  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1803  * mutable cl_io fields.
1804  */
1805 struct cl_io {
1806         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1807         enum cl_io_type                ci_type;
1808         /** current state of cl_io state machine. */
1809         enum cl_io_state               ci_state;
1810         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1811         struct cl_object              *ci_obj;
1812         /** one AIO request might be split in cl_io_loop */
1813         struct cl_dio_aio             *ci_aio;
1814         /**
1815          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1816          * creation.
1817          */
1818         struct cl_io                  *ci_parent;
1819         /** List of slices. Immutable after creation. */
1820         struct list_head                ci_layers;
1821         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1822         struct cl_lockset              ci_lockset;
1823         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1824         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1825         /** layout version when this IO occurs */
1826         __u32                           ci_layout_version;
1827         union {
1828                 struct cl_rd_io {
1829                         struct cl_io_rw_common rd;
1830                 } ci_rd;
1831                 struct cl_wr_io {
1832                         struct cl_io_rw_common wr;
1833                         int                    wr_append;
1834                         int                    wr_sync;
1835                 } ci_wr;
1836                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1837                 struct cl_setattr_io {
1838                         struct ost_lvb           sa_attr;
1839                         unsigned int             sa_attr_flags;
1840                         unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
1841                         unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
1842                         int                      sa_stripe_index;
1843                         struct ost_layout        sa_layout;
1844                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1845                         /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
1846                         /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
1847                         enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
1848                         /* The following are used for fallocate(2) */
1849                         int                      sa_falloc_mode;
1850                         loff_t                   sa_falloc_offset;
1851                         loff_t                   sa_falloc_len;
1852                         loff_t                   sa_falloc_end;
1853                 } ci_setattr;
1854                 struct cl_data_version_io {
1855                         u64 dv_data_version;
1856                         u32 dv_layout_version;
1857                         int dv_flags;
1858                 } ci_data_version;
1859                 struct cl_fault_io {
1860                         /** page index within file. */
1861                         pgoff_t         ft_index;
1862                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1863                         size_t          ft_nob;
1864                         /** writable page? for nopage() only */
1865                         int             ft_writable;
1866                         /** page of an executable? */
1867                         int             ft_executable;
1868                         /** page_mkwrite() */
1869                         int             ft_mkwrite;
1870                         /** resulting page */
1871                         struct cl_page *ft_page;
1872                 } ci_fault;
1873                 struct cl_fsync_io {
1874                         loff_t             fi_start;
1875                         loff_t             fi_end;
1876                         /** file system level fid */
1877                         struct lu_fid     *fi_fid;
1878                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1879                         /* how many pages were written/discarded */
1880                         unsigned int       fi_nr_written;
1881                 } ci_fsync;
1882                 struct cl_ladvise_io {
1883                         __u64                    li_start;
1884                         __u64                    li_end;
1885                         /** file system level fid */
1886                         struct lu_fid           *li_fid;
1887                         enum lu_ladvise_type     li_advice;
1888                         __u64                    li_flags;
1889                 } ci_ladvise;
1890                 struct cl_lseek_io {
1891                         loff_t                   ls_start;
1892                         loff_t                   ls_result;
1893                         int                      ls_whence;
1894                 } ci_lseek;
1895         } u;
1896         struct cl_2queue     ci_queue;
1897         size_t               ci_nob;
1898         int                  ci_result;
1899         unsigned int         ci_continue:1,
1900         /**
1901          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1902          * don't do lockless i/o.
1903          */
1904                              ci_no_srvlock:1,
1905         /**
1906          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1907          */
1908                              ci_need_restart:1,
1909         /**
1910          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1911          * change(page operations, layout change causes all page to be
1912          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1913          */
1914                              ci_ignore_layout:1,
1915         /**
1916          * Need MDS intervention to complete a write.
1917          * Write intent is required for the following cases:
1918          * 1. component being written is not initialized, or
1919          * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
1920          */
1921                              ci_need_write_intent:1,
1922         /**
1923          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1924          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1925          * verify layout because HSM won't release openning files.
1926          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1927          * and setattr.
1928          */
1929                              ci_verify_layout:1,
1930         /**
1931          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1932          */
1933                              ci_restore_needed:1,
1934         /**
1935          * O_NOATIME
1936          */
1937                              ci_noatime:1,
1938         /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
1939                              ci_lock_no_expand:1,
1940         /**
1941          * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
1942          *
1943          * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
1944          * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
1945          * that the upper layer can try to access the next mirror.
1946          */
1947                              ci_ndelay:1,
1948         /**
1949          * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
1950          */
1951                              ci_async_readahead:1,
1952         /**
1953          * Ignore lockless and do normal locking for this io.
1954          */
1955                              ci_ignore_lockless:1,
1956         /**
1957          * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
1958          * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
1959          * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
1960          */
1961                              ci_tried_all_mirrors:1;
1962         /**
1963          * Bypass quota check
1964          */
1965         unsigned             ci_noquota:1;
1966         /**
1967          * How many times the read has retried before this one.
1968          * Set by the top level and consumed by the LOV.
1969          */
1970         unsigned             ci_ndelay_tried;
1971         /**
1972          * Designated mirror index for this I/O.
1973          */
1974         unsigned             ci_designated_mirror;
1975         /**
1976          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1977          */
1978         unsigned             ci_owned_nr;
1979         /**
1980          * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
1981          */
1982         struct lu_extent        ci_write_intent;
1983 };
1984
1985 /** @} cl_io */
1986
1987 /**
1988  * Per-transfer attributes.
1989  */
1990 struct cl_req_attr {
1991         enum cl_req_type cra_type;
1992         u64              cra_flags;
1993         struct cl_page  *cra_page;
1994         /** Generic attributes for the server consumption. */
1995         struct obdo     *cra_oa;
1996         /** Jobid */
1997         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1998 };
1999
2000 enum cache_stats_item {
2001         /** how many cache lookups were performed */
2002         CS_lookup = 0,
2003         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2004         CS_hit,
2005         /** how many entities are in the cache right now */
2006         CS_total,
2007         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2008          * evicted) right now */
2009         CS_busy,
2010         /** how many entities were created at all */
2011         CS_create,
2012         CS_NR
2013 };
2014
2015 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2016
2017 /**
2018  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2019  */
2020 struct cache_stats {
2021         const char      *cs_name;
2022         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2023 };
2024
2025 /** These are not exported so far */
2026 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2027
2028 /**
2029  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2030  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2031  * clients to co-exist in the single address space.
2032  */
2033 struct cl_site {
2034         struct lu_site          cs_lu;
2035         /**
2036          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2037          * per-cpu counters is needed.
2038          *
2039          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2040          *
2041          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2042          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2043          */
2044         struct cache_stats      cs_pages;
2045         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2046 };
2047
2048 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2049 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2050 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2051
2052 /**
2053  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2054  * ll_rd_*()-style functions.
2055  */
2056 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2057
2058 /**
2059  * \name helpers
2060  *
2061  * Type conversion and accessory functions.
2062  */
2063 /** @{ */
2064
2065 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2066 {
2067         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2068 }
2069
2070 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2071 {
2072         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2073         return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2074 }
2075
2076 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2077 {
2078         return &d->cd_lu_dev;
2079 }
2080
2081 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2082 {
2083         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2084         return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
2085 }
2086
2087 static inline const struct cl_object_conf *
2088 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2089 {
2090         return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2091 }
2092
2093 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2094 {
2095         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2096 }
2097
2098 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2099 {
2100         return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2101 }
2102
2103 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2104 {
2105         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2106 }
2107
2108 static inline
2109 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2110 {
2111         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2112 }
2113
2114 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2115 {
2116         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2117 }
2118
2119 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2120 {
2121         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2122 }
2123
2124 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2125                        struct cl_object *obj,
2126                        const struct cl_page_operations *ops);
2127 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2128                        struct cl_object *obj,
2129                        const struct cl_lock_operations *ops);
2130 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2131                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2132 /** @} helpers */
2133
2134 /** \defgroup cl_object cl_object
2135  * @{ */
2136 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2137 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2138                                  const struct lu_fid *fid,
2139                                  const struct cl_object_conf *c);
2140
2141 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2142 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2143 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2144 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2145 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2146 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2147 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2148                         struct cl_attr *attr);
2149 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2150                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2151 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2152                            struct ost_lvb *lvb);
2153 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2154                            const struct cl_object_conf *conf);
2155 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2156 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2157 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2158                         struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
2159 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2160                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2161                      size_t *buflen);
2162 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2163                          struct cl_layout *cl);
2164 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2165 int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2166                     struct ldlm_lock *lock);
2167
2168
2169 /**
2170  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2171  */
2172 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2173 {
2174         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2175 }
2176
2177 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2178 {
2179         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2180         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2181         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2182 }
2183
2184 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2185                                          struct cl_page *page)
2186 {
2187         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2188 }
2189
2190 /**
2191  * Return refcount of cl_object.
2192  */
2193 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2194 {
2195         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2196         return atomic_read(&header->loh_ref);
2197 }
2198
2199 /** @} cl_object */
2200
2201 /** \defgroup cl_page cl_page
2202  * @{ */
2203 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2204                                      struct cl_object *obj,
2205                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2206                                      enum cl_page_type type);
2207 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2208                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2209                                      struct page *vmpage,
2210                                      enum cl_page_type type);
2211 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2212 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2213                                      struct cl_page *page);
2214 void            cl_pagevec_put      (const struct lu_env *env,
2215                                      struct cl_page *page,
2216                                      struct pagevec *pvec);
2217 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2218                                      lu_printer_t printer,
2219                                      const struct cl_page *pg);
2220 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2221                                      lu_printer_t printer,
2222                                      const struct cl_page *pg);
2223 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2224 struct cl_page *cl_page_top         (struct cl_page *page);
2225
2226 const struct cl_page_slice *cl_page_at(const struct cl_page *page,
2227                                        const struct lu_device_type *dtype);
2228
2229 /**
2230  * \name ownership
2231  *
2232  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2233  */
2234 /** @{ */
2235
2236 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2237                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2238 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2239                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2240 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2241                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2242 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2243                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2244 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2245                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2246 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2247
2248 /** @} ownership */
2249
2250 /**
2251  * \name transfer
2252  *
2253  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2254  * tracking transfer state.
2255  */
2256 /** @{ */
2257 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2258                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2259 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2260                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2261 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2262                          enum cl_req_type crt);
2263 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2264                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2265 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2266                          int from, int to);
2267 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2268                          struct cl_page *pg);
2269
2270 /** @} transfer */
2271
2272
2273 /**
2274  * \name helper routines
2275  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2276  */
2277 /** @{ */
2278 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2279                         struct cl_page *pg);
2280 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2281 int     cl_page_is_vmlocked(const struct lu_env *env,
2282                             const struct cl_page *pg);
2283 void    cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
2284                       size_t to);
2285 void    cl_page_export(const struct lu_env *env,
2286                        struct cl_page *pg, int uptodate);
2287 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2288 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2289 size_t  cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2290
2291 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2292                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2293 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2294                          lu_printer_t printer,
2295                          const struct cl_lock_descr *descr);
2296 /* @} helper */
2297
2298 /**
2299  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2300  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2301  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2302  * layer for recovery purposes.
2303  */
2304 struct cl_client_cache {
2305         /**
2306          * # of client cache refcount
2307          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2308          */
2309         atomic_t                ccc_users;
2310         /**
2311          * # of threads are doing shrinking
2312          */
2313         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2314         /**
2315          * # of LRU entries available
2316          */
2317         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2318         /**
2319          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2320          */
2321         struct list_head        ccc_lru;
2322         /**
2323          * Max # of LRU entries
2324          */
2325         unsigned long           ccc_lru_max;
2326         /**
2327          * Lock to protect ccc_lru list
2328          */
2329         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2330         /**
2331          * Set if unstable check is enabled
2332          */
2333         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2334         /**
2335          * # of unstable pages for this mount point
2336          */
2337         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2338         /**
2339          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2340          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2341          */
2342         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2343         /**
2344          * Serialize max_cache_mb write operation
2345          */
2346         struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
2347 };
2348 /**
2349  * cl_cache functions
2350  */
2351 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2352 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2353 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2354
2355 /** @} cl_page */
2356
2357 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2358  * @{ */
2359 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2360                     struct cl_lock *lock);
2361 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2362                  const struct cl_io *io);
2363 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2364 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2365                                        const struct lu_device_type *dtype);
2366 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2367
2368 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2369                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2370 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2371
2372 /** @} cl_lock */
2373
2374 /** \defgroup cl_io cl_io
2375  * @{ */
2376
2377 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2378                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2379 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2380                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2381 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2382                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2383 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2384
2385 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2386 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2387 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2388 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2389 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2390 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2391 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2392 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2393                           struct cl_io_lock_link *link);
2394 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2395                            struct cl_lock_descr *descr);
2396 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2397                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2398 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2399                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2400                           long timeout);
2401 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2402                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2403                           cl_commit_cbt cb);
2404 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2405                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2406 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2407                           size_t nob);
2408
2409 /**
2410  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2411  */
2412 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2413 {
2414         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2415 }
2416
2417 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2418 {
2419         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2420 }
2421
2422 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2423 {
2424         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2425 }
2426
2427 /**
2428  * True, iff \a io is a truncate(2).
2429  */
2430 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2431 {
2432         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2433                 (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
2434                 (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
2435 }
2436
2437 static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
2438 {
2439         return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
2440                (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
2441 }
2442
2443 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2444
2445 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2446                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2447
2448 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2449 do {                                                                    \
2450         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2451                                                                         \
2452         memset(&__foo_io->base, 0,                                      \
2453                sizeof(*__foo_io) - offsetof(typeof(*__foo_io), base));  \
2454 } while (0)
2455
2456 /** @} cl_io */
2457
2458 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2459  * @{ */
2460
2461 /**
2462  * Last page in the page list.
2463  */
2464 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2465 {
2466         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2467         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2468 }
2469
2470 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2471 {
2472         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2473         return list_entry(plist->pl_pages.next, struct cl_page, cp_batch);
2474 }
2475
2476 /**
2477  * Iterate over pages in a page list.
2478  */
2479 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2480         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2481
2482 /**
2483  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2484  */
2485 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2486         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2487
2488 void cl_page_list_init   (struct cl_page_list *plist);
2489 void cl_page_list_add    (struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2490 void cl_page_list_move   (struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2491                           struct cl_page *page);
2492 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2493                           struct cl_page *page);
2494 void cl_page_list_splice (struct cl_page_list *list,
2495                           struct cl_page_list *head);
2496 void cl_page_list_del    (const struct lu_env *env,
2497                           struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2498 void cl_page_list_disown (const struct lu_env *env,
2499                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2500 void cl_page_list_assume (const struct lu_env *env,
2501                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2502 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2503                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2504 void cl_page_list_fini   (const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2505
2506 void cl_2queue_init     (struct cl_2queue *queue);
2507 void cl_2queue_add      (struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2508 void cl_2queue_disown   (const struct lu_env *env,
2509                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2510 void cl_2queue_assume   (const struct lu_env *env,
2511                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2512 void cl_2queue_discard  (const struct lu_env *env,
2513                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2514 void cl_2queue_fini     (const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2515 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2516
2517 /** @} cl_page_list */
2518
2519 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2520                      struct cl_req_attr *attr);
2521
2522 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2523  * @{ */
2524
2525 struct cl_sync_io;
2526 struct cl_dio_aio;
2527
2528 typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
2529
2530 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
2531                             struct cl_dio_aio *aio, cl_sync_io_end_t *end);
2532
2533 int  cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2534                      long timeout);
2535 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2536                      int ioret);
2537 struct cl_dio_aio *cl_aio_alloc(struct kiocb *iocb);
2538 void cl_aio_free(struct cl_dio_aio *aio);
2539 static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
2540 {
2541         cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
2542 }
2543
2544 /**
2545  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2546  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2547  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2548  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2549  */
2550 struct cl_sync_io {
2551         /** number of pages yet to be transferred. */
2552         atomic_t                csi_sync_nr;
2553         /** error code. */
2554         int                     csi_sync_rc;
2555         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2556         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2557         /** callback to invoke when this IO is finished */
2558         cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
2559         /** aio private data */
2560         struct cl_dio_aio      *csi_aio;
2561 };
2562
2563 /** To support Direct AIO */
2564 struct cl_dio_aio {
2565         struct cl_sync_io       cda_sync;
2566         struct cl_page_list     cda_pages;
2567         struct kiocb            *cda_iocb;
2568         ssize_t                 cda_bytes;
2569         unsigned                cda_no_aio_complete:1;
2570 };
2571
2572 /** @} cl_sync_io */
2573
2574 /** \defgroup cl_env cl_env
2575  *
2576  * lu_env handling for a client.
2577  *
2578  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2579  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2580  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2581  * where
2582  *
2583  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2584  *
2585  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2586  *
2587  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2588  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2589  * into VFS or MM that call back into lustre.
2590  *
2591  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2592  * optimizations:
2593  *
2594  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2595  *     longer used environments instead of destroying them;
2596  *
2597  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2598  * @{ */
2599
2600 struct lu_env *cl_env_get(__u16 *refcheck);
2601 struct lu_env *cl_env_alloc(__u16 *refcheck, __u32 tags);
2602 void cl_env_put(struct lu_env *env, __u16 *refcheck);
2603 unsigned cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2604 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2605 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2606
2607 /** @} cl_env */
2608
2609 /*
2610  * Misc
2611  */
2612 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2613 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2614
2615 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2616                                 struct lu_device_type *ldt,
2617                                 struct lu_device *next);
2618 /** @} clio */
2619
2620 int cl_global_init(void);
2621 void cl_global_fini(void);
2622
2623 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */