Whamcloud - gitweb
b1bcaaff463c597ffc0f76c251795820496bc6c5
[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         /**
745          * Assigned if doing direct IO, because in this case cp_vmpage is not
746          * a valid page cache page, hence the inode cannot be inferred from
747          * cp_vmpage->mapping->host.
748          */
749         struct inode            *cp_inode;
750         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
751         struct list_head        cp_batch;
752         /** array of slices offset. Immutable after creation. */
753         unsigned char           cp_layer_offset[CP_MAX_LAYER]; /* 24 bits */
754         /** current slice index */
755         unsigned char           cp_layer_count:2; /* 26 bits */
756         /**
757          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
758          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
759          */
760         enum cl_page_state       cp_state:CP_STATE_BITS; /* 30 bits */
761         /**
762          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
763          * creation.
764          */
765         enum cl_page_type       cp_type:CP_TYPE_BITS; /* 32 bits */
766         /* which slab kmem index this memory allocated from */
767         short int               cp_kmem_index; /* 48 bits */
768         unsigned int            cp_unused1:16;  /* 64 bits */
769
770         /**
771          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
772          * by sub-io. Protected by a VM lock.
773          */
774         struct cl_io            *cp_owner;
775         /** List of references to this page, for debugging. */
776         struct lu_ref           cp_reference;
777         /** Link to an object, for debugging. */
778         struct lu_ref_link      cp_obj_ref;
779         /** Link to a queue, for debugging. */
780         struct lu_ref_link      cp_queue_ref;
781         /** Assigned if doing a sync_io */
782         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
783 };
784
785 /**
786  * Per-layer part of cl_page.
787  *
788  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
789  */
790 struct cl_page_slice {
791         struct cl_page                  *cpl_page;
792         /**
793          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
794          * creation.
795          */
796         struct cl_object                *cpl_obj;
797         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
798 };
799
800 /**
801  * Lock mode. For the client extent locks.
802  *
803  * \ingroup cl_lock
804  */
805 enum cl_lock_mode {
806         CLM_READ,
807         CLM_WRITE,
808         CLM_GROUP,
809         CLM_MAX,
810 };
811
812 /**
813  * Requested transfer type.
814  */
815 enum cl_req_type {
816         CRT_READ,
817         CRT_WRITE,
818         CRT_NR
819 };
820
821 /**
822  * Per-layer page operations.
823  *
824  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
825  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
826  * the obvious cases (like cl_page_operations::cpo_own()).
827  *
828  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
829  */
830 struct cl_page_operations {
831         /**
832          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
833          * implement these. Current code assumes that this functionality is
834          * provided by the topmost layer, see cl_page_disown0() as an example.
835          */
836
837         /**
838          * Called when \a io acquires this page into the exclusive
839          * ownership. When this method returns, it is guaranteed that the is
840          * not owned by other io, and no transfer is going on against
841          * it. Optional.
842          *
843          * \see cl_page_own()
844          * \see vvp_page_own(), lov_page_own()
845          */
846         int  (*cpo_own)(const struct lu_env *env,
847                         const struct cl_page_slice *slice,
848                         struct cl_io *io, int nonblock);
849         /** Called when ownership it yielded. Optional.
850          *
851          * \see cl_page_disown()
852          * \see vvp_page_disown()
853          */
854         void (*cpo_disown)(const struct lu_env *env,
855                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
856         /**
857          * Called for a page that is already "owned" by \a io from VM point of
858          * view. Optional.
859          *
860          * \see cl_page_assume()
861          * \see vvp_page_assume(), lov_page_assume()
862          */
863         void (*cpo_assume)(const struct lu_env *env,
864                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
865         /** Dual to cl_page_operations::cpo_assume(). Optional. Called
866          * bottom-to-top when IO releases a page without actually unlocking
867          * it.
868          *
869          * \see cl_page_unassume()
870          * \see vvp_page_unassume()
871          */
872         void (*cpo_unassume)(const struct lu_env *env,
873                              const struct cl_page_slice *slice,
874                              struct cl_io *io);
875         /**
876          * Announces whether the page contains valid data or not by \a uptodate.
877          *
878          * \see cl_page_export()
879          * \see vvp_page_export()
880          */
881         void  (*cpo_export)(const struct lu_env *env,
882                             const struct cl_page_slice *slice, int uptodate);
883         /**
884          * Checks whether underlying VM page is locked (in the suitable
885          * sense). Used for assertions.
886          *
887          * \retval    -EBUSY: page is protected by a lock of a given mode;
888          * \retval  -ENODATA: page is not protected by a lock;
889          * \retval         0: this layer cannot decide. (Should never happen.)
890          */
891         int (*cpo_is_vmlocked)(const struct lu_env *env,
892                                const struct cl_page_slice *slice);
893
894         /**
895          * Update file attributes when all we have is this page.  Used for tiny
896          * writes to update attributes when we don't have a full cl_io.
897          */
898         void (*cpo_page_touch)(const struct lu_env *env,
899                                const struct cl_page_slice *slice, size_t to);
900         /**
901          * Page destruction.
902          */
903
904         /**
905          * Called when page is truncated from the object. Optional.
906          *
907          * \see cl_page_discard()
908          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
909          */
910         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
911                             const struct cl_page_slice *slice,
912                             struct cl_io *io);
913         /**
914          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
915          * destroyed. Optional.
916          *
917          * \see cl_page_delete()
918          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
919          */
920         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
921                            const struct cl_page_slice *slice);
922         /** Destructor. Frees resources and slice itself. */
923         void (*cpo_fini)(const struct lu_env *env,
924                          struct cl_page_slice *slice,
925                          struct pagevec *pvec);
926         /**
927          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
928          *
929          * \see cl_page_print()
930          */
931         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
932                          const struct cl_page_slice *slice,
933                          void *cookie, lu_printer_t p);
934         /**
935          * \name transfer
936          *
937          * Transfer methods.
938          *
939          * @{
940          */
941         /**
942          * Request type dependent vector of operations.
943          *
944          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
945          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
946          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
947          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
948          * provided. That is, method invocation usually looks like
949          *
950          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
951          */
952         struct {
953                 /**
954                  * Called when a page is submitted for a transfer as a part of
955                  * cl_page_list.
956                  *
957                  * \return    0         : page is eligible for submission;
958                  * \return    -EALREADY : skip this page;
959                  * \return    -ve       : error.
960                  *
961                  * \see cl_page_prep()
962                  */
963                 int  (*cpo_prep)(const struct lu_env *env,
964                                  const struct cl_page_slice *slice,
965                                  struct cl_io *io);
966                 /**
967                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
968                  * fired after cl_page_operations::cpo_prep() or
969                  * cl_page_operations::cpo_make_ready() call.
970                  *
971                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
972                  * guaranteed however, that the page involved and its object
973                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
974                  * safe).
975                  *
976                  * \see cl_page_completion()
977                  */
978                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
979                                        const struct cl_page_slice *slice,
980                                        int ioret);
981                 /**
982                  * Called when cached page is about to be added to the
983                  * ptlrpc request as a part of req formation.
984                  *
985                  * \return    0       : proceed with this page;
986                  * \return    -EAGAIN : skip this page;
987                  * \return    -ve     : error.
988                  *
989                  * \see cl_page_make_ready()
990                  */
991                 int  (*cpo_make_ready)(const struct lu_env *env,
992                                        const struct cl_page_slice *slice);
993         } io[CRT_NR];
994         /**
995          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
996          * transmitted.
997          *
998          * This is used for immediate transfers.
999          *
1000          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
1001          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
1002          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
1003          * this for page queues.
1004          *
1005          * \see cl_page_clip()
1006          */
1007         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
1008                          const struct cl_page_slice *slice,
1009                          int from, int to);
1010         /**
1011          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
1012          * right now.
1013          *
1014          * \see cl_page_flush()
1015          */
1016         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
1017                          const struct cl_page_slice *slice,
1018                          struct cl_io *io);
1019         /** @} transfer */
1020 };
1021
1022 /**
1023  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
1024  */
1025 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
1026 do {                                                                    \
1027         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1028                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1029                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
1030                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1031         }                                                               \
1032 } while (0)
1033
1034 /**
1035  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
1036  */
1037 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
1038 do {                                                                          \
1039         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
1040                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
1041                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
1042                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
1043         }                                                                     \
1044 } while (0)
1045
1046 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
1047 {
1048         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
1049         return page->cp_vmpage;
1050 }
1051
1052 /**
1053  * Check if a cl_page is in use.
1054  *
1055  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
1056  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
1057  */
1058 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1059 {
1060         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
1061 }
1062
1063 /**
1064  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
1065  */
1066 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1067 /**
1068  * Caller doesn't hold a refcount.
1069  */
1070 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1071
1072 /** @} cl_page */
1073
1074 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1075  * @{ */
1076 /** \struct cl_lock
1077  *
1078  * Extent locking on the client.
1079  *
1080  * LAYERING
1081  *
1082  * The locking model of the new client code is built around
1083  *
1084  *        struct cl_lock
1085  *
1086  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1087  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1088  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1089  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1090  *
1091  * Typical cl_lock consists of one layer:
1092  *
1093  *     - lov_lock (lov specific data).
1094  *
1095  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1096  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1097  *
1098  *     - osc_lock
1099  *
1100  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1101  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1102  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1103  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1104  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1105  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1106  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1107  *
1108  * LIFE CYCLE
1109  *
1110  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1111  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1112  * I/O is complete.
1113  *
1114  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1115  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1116  *
1117  * INTERFACE AND USAGE
1118  *
1119  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1120  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1121  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1122  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1123  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1124  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1125  * OST side.
1126  *
1127  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1128  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1129  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1130  * clo_enqueue time, is released.
1131  *
1132  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1133  *
1134  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1135  *
1136  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1137  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1138  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1139  *
1140  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1141  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1142  *
1143  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1144  *
1145  *     - locks are released after IO is complete.
1146  *
1147  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1148  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1149  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1150  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1151  *
1152  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1153  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1154  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1155  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1156  * sacrificing correctness. This includes:
1157  *
1158  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1159  *  atomicity;
1160  *
1161  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1162  *
1163  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1164  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1165  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1166  *
1167  * Interaction with DLM
1168  *
1169  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1170  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1171  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1172  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1173  * description of interaction with DLM.
1174  */
1175
1176 /**
1177  * Lock description.
1178  */
1179 struct cl_lock_descr {
1180         /** Object this lock is granted for. */
1181         struct cl_object *cld_obj;
1182         /** Index of the first page protected by this lock. */
1183         pgoff_t           cld_start;
1184         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1185         pgoff_t           cld_end;
1186         /** Group ID, for group lock */
1187         __u64             cld_gid;
1188         /** Lock mode. */
1189         enum cl_lock_mode cld_mode;
1190         /**
1191          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1192          * enum cl_enq_flags.
1193          */
1194         __u32             cld_enq_flags;
1195 };
1196
1197 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1198 #define PDESCR(descr)                                                   \
1199         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1200         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1201
1202 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1203
1204 /**
1205  * Layered client lock.
1206  */
1207 struct cl_lock {
1208         /** List of slices. Immutable after creation. */
1209         struct list_head      cll_layers;
1210         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1211         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1212 };
1213
1214 /**
1215  * Per-layer part of cl_lock
1216  *
1217  * \see lov_lock, osc_lock
1218  */
1219 struct cl_lock_slice {
1220         struct cl_lock                  *cls_lock;
1221         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1222          * creation. */
1223         struct cl_object                *cls_obj;
1224         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1225         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1226         struct list_head                 cls_linkage;
1227 };
1228
1229 /**
1230  *
1231  * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
1232  */
1233 struct cl_lock_operations {
1234         /** @{ */
1235         /**
1236          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1237          *
1238          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1239          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1240          *              @anchor for resources
1241          * \retval -ve  failure
1242          *
1243          * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
1244          */
1245         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1246                             const struct cl_lock_slice *slice,
1247                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1248         /**
1249          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1250          * DLM lock
1251          */
1252         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1253                            const struct cl_lock_slice *slice);
1254         /** @} */
1255         /**
1256          * Destructor. Frees resources and the slice.
1257          *
1258          * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
1259          */
1260         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1261         /**
1262          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1263          */
1264         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1265                          void *cookie, lu_printer_t p,
1266                          const struct cl_lock_slice *slice);
1267 };
1268
1269 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1270 do {                                                                    \
1271         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1272                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1273                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1274                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1275         }                                                               \
1276 } while (0)
1277
1278 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1279         if (likely(expr))                                               \
1280                 break;                                                  \
1281                                                                         \
1282         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1283         LBUG();                                                         \
1284 } while (0)
1285
1286 /** @} cl_lock */
1287
1288 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1289  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1290  *
1291  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1292  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1293  * pages:
1294  *
1295  *     - submit pages for an immediate transfer,
1296  *
1297  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1298  *
1299  *     - discard pages.
1300  *
1301  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1302  *
1303  * \todo XXX concurrency control.
1304  *
1305  * @{
1306  */
1307 struct cl_page_list {
1308         unsigned                 pl_nr;
1309         struct list_head         pl_pages;
1310 };
1311
1312 /**
1313  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1314  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1315  */
1316 struct cl_2queue {
1317         struct cl_page_list c2_qin;
1318         struct cl_page_list c2_qout;
1319 };
1320
1321 /** @} cl_page_list */
1322
1323 /** \addtogroup cl_io cl_io
1324  * @{ */
1325 /** \struct cl_io
1326  * I/O
1327  *
1328  * cl_io represents a high level I/O activity like
1329  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1330  * lock.
1331  *
1332  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1333  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1334  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1335  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1336  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1337  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1338  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1339  * by using free-lists, see cl_env_get().
1340  *
1341  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1342  * cl_io_type.
1343  *
1344  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1345  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1346  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1347  * released.
1348  *
1349  * For read/write io overall execution plan is as following:
1350  *
1351  *     (0) initialize io state through all layers;
1352  *
1353  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1354  *
1355  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1356  *
1357  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1358  *
1359  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1360  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1361  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1362  *
1363  *     (5) release locks
1364  *
1365  *     (6) repeat loop.
1366  *
1367  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1368  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1369  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1370  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1371  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1372  */
1373
1374 /** IO types */
1375 enum cl_io_type {
1376         /** read system call */
1377         CIT_READ = 1,
1378         /** write system call */
1379         CIT_WRITE,
1380         /** truncate, utime system calls */
1381         CIT_SETATTR,
1382         /** get data version */
1383         CIT_DATA_VERSION,
1384         /**
1385          * page fault handling
1386          */
1387         CIT_FAULT,
1388         /**
1389          * fsync system call handling
1390          * To write out a range of file
1391          */
1392         CIT_FSYNC,
1393         /**
1394          * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1395          */
1396         CIT_GLIMPSE,
1397         /**
1398          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1399          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1400          *
1401          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1402          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1403          *     to the server;
1404          *
1405          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1406          *     for memory cleansing;
1407          *
1408          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1409          *
1410          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1411          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1412          * cl_io_loop() is never called for it.
1413          */
1414         CIT_MISC,
1415         /**
1416          * ladvise handling
1417          * To give advice about access of a file
1418          */
1419         CIT_LADVISE,
1420         /**
1421          * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
1422          * across all file objects
1423          */
1424         CIT_LSEEK,
1425         CIT_OP_NR
1426 };
1427
1428 /**
1429  * States of cl_io state machine
1430  */
1431 enum cl_io_state {
1432         /** Not initialized. */
1433         CIS_ZERO,
1434         /** Initialized. */
1435         CIS_INIT,
1436         /** IO iteration started. */
1437         CIS_IT_STARTED,
1438         /** Locks taken. */
1439         CIS_LOCKED,
1440         /** Actual IO is in progress. */
1441         CIS_IO_GOING,
1442         /** IO for the current iteration finished. */
1443         CIS_IO_FINISHED,
1444         /** Locks released. */
1445         CIS_UNLOCKED,
1446         /** Iteration completed. */
1447         CIS_IT_ENDED,
1448         /** cl_io finalized. */
1449         CIS_FINI
1450 };
1451
1452 /**
1453  * IO state private for a layer.
1454  *
1455  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1456  * dynamically.
1457  *
1458  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1459  */
1460 struct cl_io_slice {
1461         struct cl_io                    *cis_io;
1462         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1463         struct cl_object                *cis_obj;
1464         /** io operations. Immutable after creation. */
1465         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1466         /**
1467          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1468          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1469          */
1470         struct list_head                cis_linkage;
1471 };
1472
1473 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1474                               struct pagevec *);
1475
1476 struct cl_read_ahead {
1477         /* Maximum page index the readahead window will end.
1478          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1479          * cra_end is included. */
1480         pgoff_t         cra_end_idx;
1481         /* optimal RPC size for this read, by pages */
1482         unsigned long   cra_rpc_pages;
1483         /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
1484          * function should be called to release it. */
1485         void            (*cra_release)(const struct lu_env *env, void *cbdata);
1486         /* Callback data for cra_release routine */
1487         void            *cra_cbdata;
1488         /* whether lock is in contention */
1489         bool            cra_contention;
1490 };
1491
1492 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1493                                          struct cl_read_ahead *ra)
1494 {
1495         if (ra->cra_release != NULL)
1496                 ra->cra_release(env, ra->cra_cbdata);
1497         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1498 }
1499
1500
1501 /**
1502  * Per-layer io operations.
1503  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1504  */
1505 struct cl_io_operations {
1506         /**
1507          * Vector of io state transition methods for every io type.
1508          *
1509          * \see cl_page_operations::io
1510          */
1511         struct {
1512                 /**
1513                  * Prepare io iteration at a given layer.
1514                  *
1515                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1516                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1517                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1518                  *
1519                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1520                  */
1521                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1522                                       const struct cl_io_slice *slice);
1523                 /**
1524                  * Finalize io iteration.
1525                  *
1526                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1527                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1528                  * continued.
1529                  *
1530                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1531                  */
1532                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1533                                        const struct cl_io_slice *slice);
1534                 /**
1535                  * Collect locks for the current iteration of io.
1536                  *
1537                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1538                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1539                  * anything, instead it should post a lock through
1540                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1541                  * sorted and enqueued in the proper order.
1542                  */
1543                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1544                                   const struct cl_io_slice *slice);
1545                 /**
1546                  * Finalize unlocking.
1547                  *
1548                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1549                  * functionality, after generic code released all locks
1550                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1551                  */
1552                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1553                                     const struct cl_io_slice *slice);
1554                 /**
1555                  * Start io iteration.
1556                  *
1557                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1558                  * commence actual IO. In the current implementation,
1559                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1560                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1561                  * are called when everything is done.
1562                  */
1563                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1564                                   const struct cl_io_slice *slice);
1565                 /**
1566                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1567                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1568                  */
1569                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1570                                   const struct cl_io_slice *slice);
1571                 /**
1572                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1573                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1574                  */
1575                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1576                                     const struct cl_io_slice *slice,
1577                                     size_t nob);
1578                 /**
1579                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1580                  */
1581                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1582                                   const struct cl_io_slice *slice);
1583         } op[CIT_OP_NR];
1584
1585         /**
1586          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1587          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1588          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1589          * submission failed after some pages were moved into \a
1590          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1591          * executed on them.
1592          */
1593         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1594                         const struct cl_io_slice *slice,
1595                         enum cl_req_type crt,
1596                         struct cl_2queue *queue);
1597         /**
1598          * Queue async page for write.
1599          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1600          * cio_submit is for urgent request.
1601          */
1602         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1603                         const struct cl_io_slice *slice,
1604                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1605                         cl_commit_cbt cb);
1606         /**
1607          * Decide maximum read ahead extent
1608          *
1609          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1610          */
1611         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1612                               const struct cl_io_slice *slice,
1613                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1614         /**
1615          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1616          */
1617         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1618                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1619 };
1620
1621 /**
1622  * Flags to lock enqueue procedure.
1623  * \ingroup cl_lock
1624  */
1625 enum cl_enq_flags {
1626         /**
1627          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1628          * -EWOULDBLOCK is returned immediately.
1629          */
1630         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1631         /**
1632          * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
1633          * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
1634          *
1635          * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
1636          * as automatically compatible with other osc locks.
1637          * (see osc_lock_compatible)
1638          */
1639         CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
1640         /**
1641          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1642          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1643          * protected by this lock, without sending them to the server.
1644          */
1645         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1646         /**
1647          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1648          * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
1649          * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
1650          * mode.
1651          *
1652          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
1653          */
1654         CEF_MUST         = 0x00000008,
1655         /**
1656          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1657          * not used currently.
1658          *
1659          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1660          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1661          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1662          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1663          * that are described by the enqueue flags.
1664          */
1665         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1666         /**
1667          * tell the dlm layer this is a speculative lock request
1668          * speculative lock requests are locks which are not requested as part
1669          * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
1670          * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
1671          * ptlrpc layer.
1672          *
1673          * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
1674          * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
1675          */
1676         CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
1677         /**
1678          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1679          */
1680         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1681         /**
1682          * Lock match only. Used by group lock in I/O as group lock
1683          * is known to exist.
1684          */
1685         CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
1686         /**
1687          * tell the DLM layer to lock only the requested range
1688          */
1689         CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
1690         /**
1691          * mask of enq_flags.
1692          */
1693         CEF_MASK         = 0x000001ff,
1694 };
1695
1696 /**
1697  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1698  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1699  */
1700 struct cl_io_lock_link {
1701         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1702         struct list_head        cill_linkage;
1703         struct cl_lock          cill_lock;
1704         /** optional destructor */
1705         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1706                                              struct cl_io_lock_link *link);
1707 };
1708 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1709
1710 /**
1711  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1712  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1713  * possible, because
1714  *
1715  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1716  *        "cascading timeouts";
1717  *
1718  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1719  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1720  *
1721  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1722  *
1723  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1724  *
1725  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1726  *
1727  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1728  *
1729  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1730  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1731  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1732  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1733  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1734  *
1735  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1736  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1737  * enqueued.
1738  */
1739 struct cl_lockset {
1740         /** locks to be acquired. */
1741         struct list_head  cls_todo;
1742         /** locks acquired. */
1743         struct list_head  cls_done;
1744 };
1745
1746 /**
1747  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1748  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1749  */
1750 enum cl_io_lock_dmd {
1751         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1752         CILR_MANDATORY = 0,
1753         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1754         CILR_MAYBE,
1755         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1756         CILR_NEVER
1757 };
1758
1759 enum cl_fsync_mode {
1760         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1761         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1762         /** start writeback and wait for them to finish */
1763         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1764         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1765         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1766         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1767          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1768         CL_FSYNC_ALL   = 3
1769 };
1770
1771 struct cl_io_rw_common {
1772         loff_t  crw_pos;
1773         size_t  crw_count;
1774         int     crw_nonblock;
1775 };
1776 enum cl_setattr_subtype {
1777         /** regular setattr **/
1778         CL_SETATTR_REG = 1,
1779         /** truncate(2) **/
1780         CL_SETATTR_TRUNC,
1781         /** fallocate(2) - mode preallocate **/
1782         CL_SETATTR_FALLOCATE
1783 };
1784
1785 struct cl_io_range {
1786         loff_t cir_pos;
1787         size_t cir_count;
1788 };
1789
1790 struct cl_io_pt {
1791         struct cl_io_pt *cip_next;
1792         struct kiocb cip_iocb;
1793         struct iov_iter cip_iter;
1794         struct file *cip_file;
1795         enum cl_io_type cip_iot;
1796         unsigned int cip_need_restart:1;
1797         loff_t cip_pos;
1798         size_t cip_count;
1799         ssize_t cip_result;
1800 };
1801
1802 /**
1803  * State for io.
1804  *
1805  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1806  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1807  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1808  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1809  * mutable cl_io fields.
1810  */
1811 struct cl_io {
1812         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1813         enum cl_io_type                ci_type;
1814         /** current state of cl_io state machine. */
1815         enum cl_io_state               ci_state;
1816         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1817         struct cl_object              *ci_obj;
1818         /** one AIO request might be split in cl_io_loop */
1819         struct cl_dio_aio             *ci_aio;
1820         /**
1821          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1822          * creation.
1823          */
1824         struct cl_io                  *ci_parent;
1825         /** List of slices. Immutable after creation. */
1826         struct list_head                ci_layers;
1827         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1828         struct cl_lockset              ci_lockset;
1829         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1830         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1831         /** layout version when this IO occurs */
1832         __u32                           ci_layout_version;
1833         union {
1834                 struct cl_rd_io {
1835                         struct cl_io_rw_common rd;
1836                 } ci_rd;
1837                 struct cl_wr_io {
1838                         struct cl_io_rw_common wr;
1839                         int                    wr_append;
1840                         int                    wr_sync;
1841                 } ci_wr;
1842                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1843                 struct cl_setattr_io {
1844                         struct ost_lvb           sa_attr;
1845                         unsigned int             sa_attr_flags;
1846                         unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
1847                         unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
1848                         int                      sa_stripe_index;
1849                         struct ost_layout        sa_layout;
1850                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1851                         /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
1852                         /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
1853                         enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
1854                         /* The following are used for fallocate(2) */
1855                         int                      sa_falloc_mode;
1856                         loff_t                   sa_falloc_offset;
1857                         loff_t                   sa_falloc_len;
1858                         loff_t                   sa_falloc_end;
1859                 } ci_setattr;
1860                 struct cl_data_version_io {
1861                         u64 dv_data_version;
1862                         u32 dv_layout_version;
1863                         int dv_flags;
1864                 } ci_data_version;
1865                 struct cl_fault_io {
1866                         /** page index within file. */
1867                         pgoff_t         ft_index;
1868                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1869                         size_t          ft_nob;
1870                         /** writable page? for nopage() only */
1871                         int             ft_writable;
1872                         /** page of an executable? */
1873                         int             ft_executable;
1874                         /** page_mkwrite() */
1875                         int             ft_mkwrite;
1876                         /** resulting page */
1877                         struct cl_page *ft_page;
1878                 } ci_fault;
1879                 struct cl_fsync_io {
1880                         loff_t             fi_start;
1881                         loff_t             fi_end;
1882                         /** file system level fid */
1883                         struct lu_fid     *fi_fid;
1884                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1885                         /* how many pages were written/discarded */
1886                         unsigned int       fi_nr_written;
1887                 } ci_fsync;
1888                 struct cl_ladvise_io {
1889                         __u64                    li_start;
1890                         __u64                    li_end;
1891                         /** file system level fid */
1892                         struct lu_fid           *li_fid;
1893                         enum lu_ladvise_type     li_advice;
1894                         __u64                    li_flags;
1895                 } ci_ladvise;
1896                 struct cl_lseek_io {
1897                         loff_t                   ls_start;
1898                         loff_t                   ls_result;
1899                         int                      ls_whence;
1900                 } ci_lseek;
1901         } u;
1902         struct cl_2queue     ci_queue;
1903         size_t               ci_nob;
1904         int                  ci_result;
1905         unsigned int         ci_continue:1,
1906         /**
1907          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1908          * don't do lockless i/o.
1909          */
1910                              ci_no_srvlock:1,
1911         /**
1912          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1913          */
1914                              ci_need_restart:1,
1915         /**
1916          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1917          * change(page operations, layout change causes all page to be
1918          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1919          */
1920                              ci_ignore_layout:1,
1921         /**
1922          * Need MDS intervention to complete a write.
1923          * Write intent is required for the following cases:
1924          * 1. component being written is not initialized, or
1925          * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
1926          */
1927                              ci_need_write_intent:1,
1928         /**
1929          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1930          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1931          * verify layout because HSM won't release openning files.
1932          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1933          * and setattr.
1934          */
1935                              ci_verify_layout:1,
1936         /**
1937          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1938          */
1939                              ci_restore_needed:1,
1940         /**
1941          * O_NOATIME
1942          */
1943                              ci_noatime:1,
1944         /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
1945                              ci_lock_no_expand:1,
1946         /**
1947          * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
1948          *
1949          * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
1950          * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
1951          * that the upper layer can try to access the next mirror.
1952          */
1953                              ci_ndelay:1,
1954         /**
1955          * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
1956          */
1957                              ci_async_readahead:1,
1958         /**
1959          * Ignore lockless and do normal locking for this io.
1960          */
1961                              ci_dio_lock:1,
1962         /**
1963          * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
1964          * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
1965          * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
1966          */
1967                              ci_tried_all_mirrors:1;
1968         /**
1969          * Bypass quota check
1970          */
1971         unsigned             ci_noquota:1;
1972         /**
1973          * How many times the read has retried before this one.
1974          * Set by the top level and consumed by the LOV.
1975          */
1976         unsigned             ci_ndelay_tried;
1977         /**
1978          * Designated mirror index for this I/O.
1979          */
1980         unsigned             ci_designated_mirror;
1981         /**
1982          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1983          */
1984         unsigned             ci_owned_nr;
1985         /**
1986          * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
1987          */
1988         struct lu_extent        ci_write_intent;
1989 };
1990
1991 /** @} cl_io */
1992
1993 /**
1994  * Per-transfer attributes.
1995  */
1996 struct cl_req_attr {
1997         enum cl_req_type cra_type;
1998         u64              cra_flags;
1999         struct cl_page  *cra_page;
2000         /** Generic attributes for the server consumption. */
2001         struct obdo     *cra_oa;
2002         /** Jobid */
2003         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
2004 };
2005
2006 enum cache_stats_item {
2007         /** how many cache lookups were performed */
2008         CS_lookup = 0,
2009         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2010         CS_hit,
2011         /** how many entities are in the cache right now */
2012         CS_total,
2013         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2014          * evicted) right now */
2015         CS_busy,
2016         /** how many entities were created at all */
2017         CS_create,
2018         CS_NR
2019 };
2020
2021 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2022
2023 /**
2024  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2025  */
2026 struct cache_stats {
2027         const char      *cs_name;
2028         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2029 };
2030
2031 /** These are not exported so far */
2032 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2033
2034 /**
2035  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2036  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2037  * clients to co-exist in the single address space.
2038  */
2039 struct cl_site {
2040         struct lu_site          cs_lu;
2041         /**
2042          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2043          * per-cpu counters is needed.
2044          *
2045          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2046          *
2047          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2048          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2049          */
2050         struct cache_stats      cs_pages;
2051         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2052 };
2053
2054 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2055 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2056 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2057
2058 /**
2059  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2060  * ll_rd_*()-style functions.
2061  */
2062 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2063
2064 /**
2065  * \name helpers
2066  *
2067  * Type conversion and accessory functions.
2068  */
2069 /** @{ */
2070
2071 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2072 {
2073         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2074 }
2075
2076 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2077 {
2078         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2079         return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2080 }
2081
2082 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2083 {
2084         return &d->cd_lu_dev;
2085 }
2086
2087 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2088 {
2089         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2090         return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
2091 }
2092
2093 static inline const struct cl_object_conf *
2094 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2095 {
2096         return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2097 }
2098
2099 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2100 {
2101         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2102 }
2103
2104 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2105 {
2106         return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2107 }
2108
2109 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2110 {
2111         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2112 }
2113
2114 static inline
2115 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2116 {
2117         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2118 }
2119
2120 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2121 {
2122         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2123 }
2124
2125 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2126 {
2127         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2128 }
2129
2130 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2131                        struct cl_object *obj,
2132                        const struct cl_page_operations *ops);
2133 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2134                        struct cl_object *obj,
2135                        const struct cl_lock_operations *ops);
2136 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2137                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2138 /** @} helpers */
2139
2140 /** \defgroup cl_object cl_object
2141  * @{ */
2142 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2143 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2144                                  const struct lu_fid *fid,
2145                                  const struct cl_object_conf *c);
2146
2147 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2148 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2149 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2150 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2151 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2152 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2153 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2154                         struct cl_attr *attr);
2155 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2156                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2157 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2158                            struct ost_lvb *lvb);
2159 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2160                            const struct cl_object_conf *conf);
2161 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2162 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2163 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2164                         struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
2165 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2166                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2167                      size_t *buflen);
2168 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2169                          struct cl_layout *cl);
2170 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2171 int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2172                     struct ldlm_lock *lock);
2173
2174
2175 /**
2176  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2177  */
2178 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2179 {
2180         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2181 }
2182
2183 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2184 {
2185         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2186         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2187         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2188 }
2189
2190 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2191                                          struct cl_page *page)
2192 {
2193         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2194 }
2195
2196 /**
2197  * Return refcount of cl_object.
2198  */
2199 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2200 {
2201         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2202         return atomic_read(&header->loh_ref);
2203 }
2204
2205 /** @} cl_object */
2206
2207 /** \defgroup cl_page cl_page
2208  * @{ */
2209 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2210                                      struct cl_object *obj,
2211                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2212                                      enum cl_page_type type);
2213 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2214                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2215                                      struct page *vmpage,
2216                                      enum cl_page_type type);
2217 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2218 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2219                                      struct cl_page *page);
2220 void            cl_pagevec_put      (const struct lu_env *env,
2221                                      struct cl_page *page,
2222                                      struct pagevec *pvec);
2223 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2224                                      lu_printer_t printer,
2225                                      const struct cl_page *pg);
2226 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2227                                      lu_printer_t printer,
2228                                      const struct cl_page *pg);
2229 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2230 struct cl_page *cl_page_top         (struct cl_page *page);
2231
2232 const struct cl_page_slice *cl_page_at(const struct cl_page *page,
2233                                        const struct lu_device_type *dtype);
2234
2235 /**
2236  * \name ownership
2237  *
2238  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2239  */
2240 /** @{ */
2241
2242 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2243                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2244 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2245                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2246 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2247                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2248 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2249                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2250 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2251                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2252 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2253
2254 /** @} ownership */
2255
2256 /**
2257  * \name transfer
2258  *
2259  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2260  * tracking transfer state.
2261  */
2262 /** @{ */
2263 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2264                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2265 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2266                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2267 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2268                          enum cl_req_type crt);
2269 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2270                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2271 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2272                          int from, int to);
2273 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2274                          struct cl_page *pg);
2275
2276 /** @} transfer */
2277
2278
2279 /**
2280  * \name helper routines
2281  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2282  */
2283 /** @{ */
2284 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2285                         struct cl_page *pg);
2286 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2287 int     cl_page_is_vmlocked(const struct lu_env *env,
2288                             const struct cl_page *pg);
2289 void    cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
2290                       size_t to);
2291 void    cl_page_export(const struct lu_env *env,
2292                        struct cl_page *pg, int uptodate);
2293 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2294 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2295 size_t  cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2296
2297 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2298                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2299 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2300                          lu_printer_t printer,
2301                          const struct cl_lock_descr *descr);
2302 /* @} helper */
2303
2304 /**
2305  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2306  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2307  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2308  * layer for recovery purposes.
2309  */
2310 struct cl_client_cache {
2311         /**
2312          * # of client cache refcount
2313          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2314          */
2315         atomic_t                ccc_users;
2316         /**
2317          * # of threads are doing shrinking
2318          */
2319         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2320         /**
2321          * # of LRU entries available
2322          */
2323         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2324         /**
2325          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2326          */
2327         struct list_head        ccc_lru;
2328         /**
2329          * Max # of LRU entries
2330          */
2331         unsigned long           ccc_lru_max;
2332         /**
2333          * Lock to protect ccc_lru list
2334          */
2335         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2336         /**
2337          * Set if unstable check is enabled
2338          */
2339         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2340         /**
2341          * # of unstable pages for this mount point
2342          */
2343         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2344         /**
2345          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2346          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2347          */
2348         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2349         /**
2350          * Serialize max_cache_mb write operation
2351          */
2352         struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
2353 };
2354 /**
2355  * cl_cache functions
2356  */
2357 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2358 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2359 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2360
2361 /** @} cl_page */
2362
2363 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2364  * @{ */
2365 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2366                     struct cl_lock *lock);
2367 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2368                  const struct cl_io *io);
2369 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2370 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2371                                        const struct lu_device_type *dtype);
2372 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2373
2374 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2375                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2376 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2377
2378 /** @} cl_lock */
2379
2380 /** \defgroup cl_io cl_io
2381  * @{ */
2382
2383 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2384                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2385 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2386                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2387 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2388                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2389 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2390
2391 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2392 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2393 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2394 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2395 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2396 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2397 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2398 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2399                           struct cl_io_lock_link *link);
2400 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2401                            struct cl_lock_descr *descr);
2402 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2403                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2404 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2405                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2406                           long timeout);
2407 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2408                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2409                           cl_commit_cbt cb);
2410 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2411                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2412 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2413                           size_t nob);
2414
2415 /**
2416  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2417  */
2418 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2419 {
2420         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2421 }
2422
2423 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2424 {
2425         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2426 }
2427
2428 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2429 {
2430         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2431 }
2432
2433 /**
2434  * True, iff \a io is a truncate(2).
2435  */
2436 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2437 {
2438         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2439                 (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
2440                 (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
2441 }
2442
2443 static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
2444 {
2445         return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
2446                (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
2447 }
2448
2449 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2450
2451 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2452                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2453
2454 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2455 do {                                                                    \
2456         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2457                                                                         \
2458         memset(&__foo_io->base, 0,                                      \
2459                sizeof(*__foo_io) - offsetof(typeof(*__foo_io), base));  \
2460 } while (0)
2461
2462 /** @} cl_io */
2463
2464 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2465  * @{ */
2466
2467 /**
2468  * Last page in the page list.
2469  */
2470 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2471 {
2472         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2473         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2474 }
2475
2476 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2477 {
2478         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2479         return list_entry(plist->pl_pages.next, struct cl_page, cp_batch);
2480 }
2481
2482 /**
2483  * Iterate over pages in a page list.
2484  */
2485 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2486         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2487
2488 /**
2489  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2490  */
2491 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2492         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2493
2494 void cl_page_list_init   (struct cl_page_list *plist);
2495 void cl_page_list_add    (struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2496 void cl_page_list_move   (struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2497                           struct cl_page *page);
2498 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2499                           struct cl_page *page);
2500 void cl_page_list_splice (struct cl_page_list *list,
2501                           struct cl_page_list *head);
2502 void cl_page_list_del    (const struct lu_env *env,
2503                           struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2504 void cl_page_list_disown (const struct lu_env *env,
2505                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2506 void cl_page_list_assume (const struct lu_env *env,
2507                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2508 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2509                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2510 void cl_page_list_fini   (const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2511
2512 void cl_2queue_init     (struct cl_2queue *queue);
2513 void cl_2queue_add      (struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2514 void cl_2queue_disown   (const struct lu_env *env,
2515                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2516 void cl_2queue_assume   (const struct lu_env *env,
2517                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2518 void cl_2queue_discard  (const struct lu_env *env,
2519                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2520 void cl_2queue_fini     (const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2521 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2522
2523 /** @} cl_page_list */
2524
2525 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2526                      struct cl_req_attr *attr);
2527
2528 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2529  * @{ */
2530
2531 struct cl_sync_io;
2532 struct cl_dio_aio;
2533
2534 typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
2535
2536 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
2537                             struct cl_dio_aio *aio, cl_sync_io_end_t *end);
2538
2539 int  cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2540                      long timeout);
2541 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2542                      int ioret);
2543 struct cl_dio_aio *cl_aio_alloc(struct kiocb *iocb);
2544 void cl_aio_free(struct cl_dio_aio *aio);
2545 static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
2546 {
2547         cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
2548 }
2549
2550 /**
2551  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2552  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2553  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2554  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2555  */
2556 struct cl_sync_io {
2557         /** number of pages yet to be transferred. */
2558         atomic_t                csi_sync_nr;
2559         /** error code. */
2560         int                     csi_sync_rc;
2561         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2562         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2563         /** callback to invoke when this IO is finished */
2564         cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
2565         /** aio private data */
2566         struct cl_dio_aio      *csi_aio;
2567 };
2568
2569 /** To support Direct AIO */
2570 struct cl_dio_aio {
2571         struct cl_sync_io       cda_sync;
2572         struct cl_page_list     cda_pages;
2573         struct kiocb            *cda_iocb;
2574         ssize_t                 cda_bytes;
2575         unsigned                cda_no_aio_complete:1;
2576 };
2577
2578 /** @} cl_sync_io */
2579
2580 /** \defgroup cl_env cl_env
2581  *
2582  * lu_env handling for a client.
2583  *
2584  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2585  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2586  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2587  * where
2588  *
2589  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2590  *
2591  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2592  *
2593  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2594  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2595  * into VFS or MM that call back into lustre.
2596  *
2597  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2598  * optimizations:
2599  *
2600  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2601  *     longer used environments instead of destroying them;
2602  *
2603  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2604  * @{ */
2605
2606 struct lu_env *cl_env_get(__u16 *refcheck);
2607 struct lu_env *cl_env_alloc(__u16 *refcheck, __u32 tags);
2608 void cl_env_put(struct lu_env *env, __u16 *refcheck);
2609 unsigned cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2610 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2611 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2612
2613 /** @} cl_env */
2614
2615 /*
2616  * Misc
2617  */
2618 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2619 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2620
2621 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2622                                 struct lu_device_type *ldt,
2623                                 struct lu_device *next);
2624 /** @} clio */
2625
2626 int cl_global_init(void);
2627 void cl_global_fini(void);
2628
2629 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */