Whamcloud - gitweb
b8b3c51e93ae859b3981662e3ea5a970ed5502b9
[fs/lustre-release.git] / lustre / include / cl_object.h
1 /*
2  * GPL HEADER START
3  *
4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
8  * as published by the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * version 2 along with this program; If not, see
18  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html
19  *
20  * GPL HEADER END
21  */
22 /*
23  * Copyright (c) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
24  * Use is subject to license terms.
25  *
26  * Copyright (c) 2011, 2017, Intel Corporation.
27  */
28 /*
29  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
30  */
31 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
32 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
33
34 /** \defgroup clio clio
35  *
36  * Client objects implement io operations and cache pages.
37  *
38  * Examples: lov and osc are implementations of cl interface.
39  *
40  * Big Theory Statement.
41  *
42  * Layered objects.
43  *
44  * Client implementation is based on the following data-types:
45  *
46  *   - cl_object
47  *
48  *   - cl_page
49  *
50  *   - cl_lock     represents an extent lock on an object.
51  *
52  *   - cl_io       represents high-level i/o activity such as whole read/write
53  *                 system call, or write-out of pages from under the lock being
54  *                 canceled. cl_io has sub-ios that can be stopped and resumed
55  *                 independently, thus achieving high degree of transfer
56  *                 parallelism. Single cl_io can be advanced forward by
57  *                 the multiple threads (although in the most usual case of
58  *                 read/write system call it is associated with the single user
59  *                 thread, that issued the system call).
60  *
61  * Terminology
62  *
63  *     - to avoid confusion high-level I/O operation like read or write system
64  *     call is referred to as "an io", whereas low-level I/O operation, like
65  *     RPC, is referred to as "a transfer"
66  *
67  *     - "generic code" means generic (not file system specific) code in the
68  *     hosting environment. "cl-code" means code (mostly in cl_*.c files) that
69  *     is not layer specific.
70  *
71  * Locking.
72  *
73  *  - i_mutex
74  *      - PG_locked
75  *          - cl_object_header::coh_page_guard
76  *          - lu_site::ls_guard
77  *
78  * See the top comment in cl_object.c for the description of overall locking and
79  * reference-counting design.
80  *
81  * See comments below for the description of i/o, page, and dlm-locking
82  * design.
83  *
84  * @{
85  */
86
87 /*
88  * super-class definitions.
89  */
90 #include <linux/aio.h>
91 #include <linux/fs.h>
92
93 #include <libcfs/libcfs.h>
94 #include <lu_object.h>
95 #include <linux/atomic.h>
96 #include <linux/mutex.h>
97 #include <linux/radix-tree.h>
98 #include <linux/spinlock.h>
99 #include <linux/wait.h>
100 #include <linux/pagevec.h>
101 #include <lustre_dlm.h>
102
103 struct obd_info;
104 struct inode;
105
106 struct cl_device;
107
108 struct cl_object;
109
110 struct cl_page;
111 struct cl_page_slice;
112 struct cl_lock;
113 struct cl_lock_slice;
114
115 struct cl_lock_operations;
116 struct cl_page_operations;
117
118 struct cl_io;
119 struct cl_io_slice;
120
121 struct cl_req_attr;
122
123 /**
124  * Device in the client stack.
125  *
126  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
127  */
128 struct cl_device {
129         /** Super-class. */
130         struct lu_device                   cd_lu_dev;
131 };
132
133 /** \addtogroup cl_object cl_object
134  * @{ */
135 /**
136  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
137  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
138  * from sub-objects' ones.
139  */
140 struct cl_attr {
141         /** Object size, in bytes */
142         loff_t cat_size;
143
144         unsigned int cat_kms_valid:1;
145         /**
146          * Known minimal size, in bytes.
147          *
148          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
149          */
150         loff_t cat_kms;
151         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
152         time64_t cat_mtime;
153         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
154         time64_t cat_atime;
155         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
156         time64_t cat_ctime;
157         /**
158          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
159          *
160          * \todo XXX An interface for block size is needed.
161          */
162         __u64  cat_blocks;
163         /**
164          * User identifier for quota purposes.
165          */
166         uid_t  cat_uid;
167         /**
168          * Group identifier for quota purposes.
169          */
170         gid_t  cat_gid;
171
172         /* nlink of the directory */
173         __u64  cat_nlink;
174
175         /* Project identifier for quota purpose. */
176         __u32  cat_projid;
177 };
178
179 /**
180  * Fields in cl_attr that are being set.
181  */
182 enum cl_attr_valid {
183         CAT_SIZE        = BIT(0),
184         CAT_KMS         = BIT(1),
185         CAT_MTIME       = BIT(3),
186         CAT_ATIME       = BIT(4),
187         CAT_CTIME       = BIT(5),
188         CAT_BLOCKS      = BIT(6),
189         CAT_UID         = BIT(7),
190         CAT_GID         = BIT(8),
191         CAT_PROJID      = BIT(9),
192 };
193
194 /**
195  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
196  * stacks.
197  *
198  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
199  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
200  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
201  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
202  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
203  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
204  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
205  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
206  *    table.
207  *
208  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
209  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
210  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
211  *    layers:
212  *
213  *        - vvp
214  *        - lov
215  *
216  *    whereas its sub-objects are composed of
217  *
218  *        - lovsub
219  *        - osc
220  *
221  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
222  *    track of the object-subobject relationship.
223  *
224  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
225  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
226  *    destroyed too.
227  *
228  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
229  */
230 struct cl_object {
231         /** super class */
232         struct lu_object                   co_lu;
233         /** per-object-layer operations */
234         const struct cl_object_operations *co_ops;
235         /** offset of page slice in cl_page buffer */
236         int                                co_slice_off;
237 };
238
239 /**
240  * Description of the client object configuration. This is used for the
241  * creation of a new client object that is identified by a more state than
242  * fid.
243  */
244 struct cl_object_conf {
245         /** Super-class. */
246         struct lu_object_conf     coc_lu;
247         union {
248                 /**
249                  * Object layout. This is consumed by lov.
250                  */
251                 struct lu_buf    coc_layout;
252                 /**
253                  * Description of particular stripe location in the
254                  * cluster. This is consumed by osc.
255                  */
256                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
257         } u;
258         /**
259          * VFS inode. This is consumed by vvp.
260          */
261         struct inode             *coc_inode;
262         /**
263          * Layout lock handle.
264          */
265         struct ldlm_lock         *coc_lock;
266         /**
267          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
268          */
269         int                       coc_opc;
270 };
271
272 enum {
273         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
274          * holding layout lock. */
275         OBJECT_CONF_SET = 0,
276         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
277          * layout lock. */
278         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
279         /** wait for old layout to go away so that new layout can be
280          * set up. */
281         OBJECT_CONF_WAIT = 2
282 };
283
284 enum {
285         CL_LAYOUT_GEN_NONE      = (u32)-2,      /* layout lock was cancelled */
286         CL_LAYOUT_GEN_EMPTY     = (u32)-1,      /* for empty layout */
287 };
288
289 struct cl_layout {
290         /** the buffer to return the layout in lov_mds_md format. */
291         struct lu_buf   cl_buf;
292         /** size of layout in lov_mds_md format. */
293         size_t          cl_size;
294         /** Layout generation. */
295         u32             cl_layout_gen;
296         /** whether layout is a composite one */
297         bool            cl_is_composite;
298         /** Whether layout is a HSM released one */
299         bool            cl_is_released;
300 };
301
302 /**
303  * Operations implemented for each cl object layer.
304  *
305  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
306  */
307 struct cl_object_operations {
308         /**
309          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
310          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
311          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
312          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
313          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
314          * sense). Optional.
315          *
316          * \retval NULL success.
317          *
318          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
319          *
320          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
321          *         to be used instead of newly created.
322          */
323         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
324                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
325         /**
326          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
327          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
328          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
329          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
330          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
331          */
332         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
333                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
334                               const struct cl_io *io);
335         /**
336          * Initialize io state for a given layer.
337          *
338          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
339          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
340          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
341          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
342          * participating in this io share the same session.
343          */
344         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
345                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
346         /**
347          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
348          * called top-to-bottom through all object layers.
349          *
350          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
351          *
352          * \return   0: to continue
353          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
354          *              from enclosing cl_object_attr_get())
355          * \return -ve: to signal error
356          */
357         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
358                             struct cl_attr *attr);
359         /**
360          * Update attributes.
361          *
362          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
363          * indicating what attributes are to be set.
364          *
365          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
366          *
367          * \return the same convention as for
368          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
369          */
370         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
371                                const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
372         /**
373          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
374          * configuration.
375          *
376          * XXX error conditions and handling.
377          */
378         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
379                             const struct cl_object_conf *conf);
380         /**
381          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
382          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
383          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
384          *
385          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
386          * \see osc_object_glimpse()
387          */
388         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
389                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
390         /**
391          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
392          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
393          * mainly pages and locks.
394          */
395         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
396         /**
397          * Object getstripe method.
398          */
399         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
400                              struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
401         /**
402          * Get FIEMAP mapping from the object.
403          */
404         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
405                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
406                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
407         /**
408          * Get layout and generation of the object.
409          */
410         int (*coo_layout_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
411                               struct cl_layout *layout);
412         /**
413          * Get maximum size of the object.
414          */
415         loff_t (*coo_maxbytes)(struct cl_object *obj);
416         /**
417          * Set request attributes.
418          */
419         void (*coo_req_attr_set)(const struct lu_env *env,
420                                  struct cl_object *obj,
421                                  struct cl_req_attr *attr);
422         /**
423          * Flush \a obj data corresponding to \a lock. Used for DoM
424          * locks in llite's cancelling blocking ast callback.
425          */
426         int (*coo_object_flush)(const struct lu_env *env,
427                                 struct cl_object *obj,
428                                 struct ldlm_lock *lock);
429 };
430
431 /**
432  * Extended header for client object.
433  */
434 struct cl_object_header {
435         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
436          * here. */
437         struct lu_object_header coh_lu;
438
439         /**
440          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
441          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
442          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
443          * field allows certain code to be written generically, without
444          * limiting possible cl_object layouts unduly.
445          */
446         struct cl_object_header *coh_parent;
447         /**
448          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
449          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
450          * from.
451          *
452          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
453          */
454         spinlock_t               coh_attr_guard;
455         /**
456          * Size of cl_page + page slices
457          */
458         unsigned short           coh_page_bufsize;
459         /**
460          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
461          * sub-object, etc.
462          */
463         unsigned char            coh_nesting;
464 };
465
466 /**
467  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
468  * layer top-to-bottom to \a slice.
469  */
470 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
471         list_for_each_entry((slice),                            \
472                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
473                             co_lu.lo_linkage)
474
475 /**
476  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
477  * layer bottom-to-top to \a slice.
478  */
479 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
480         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
481                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
482                                     co_lu.lo_linkage)
483
484 /** @} cl_object */
485
486 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
487
488 /** \addtogroup cl_page cl_page
489  * @{ */
490
491 /** \struct cl_page
492  * Layered client page.
493  *
494  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
495  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
496  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
497  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
498  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
499  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
500  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
501  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
502  *
503  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
504  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
505  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
506  *    current design) that
507  *
508  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
509  *          memory pressure),
510  *
511  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
512  *          environment.
513  *
514  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
515  *    established when cl_page is created.
516  *
517  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
518  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
519  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
520  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
521  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
522  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
523  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
524  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
525  *
526  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
527  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
528  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
529  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
530  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
531  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
532  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
533  *    different ways to own a page in the client:
534  *
535  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
536  *
537  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
538  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
539  *
540  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
541  *    cl_page_unassume().
542  *
543  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
544  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
545  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
546  *    destroyed.
547  *
548  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
549  *    pages is the following:
550  *
551  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
552  *          to a page:
553  *
554  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
555  *              spin-lock;
556  *
557  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
558  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
559  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
560  *
561  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
562  *          ways are severed with the proper synchronization
563  *          (cl_page_delete());
564  *
565  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
566  *          lock;
567  *
568  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
569  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
570  *
571  *    Together this guarantees that when last reference to a
572  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
573  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
574  *    ones exist.
575  *
576  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
577  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
578  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
579  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
580  *    page.
581  *
582  * Linux Kernel implementation.
583  *
584  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
585  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
586  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
587  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
588  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
589  *    private data structures).
590  *
591  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
592  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
593  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
594  *    transfer.
595  *
596  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
597  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
598  */
599
600 /**
601  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
602  *
603  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
604  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
605  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
606  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
607  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
608  * are interested in them.
609  */
610 enum cl_page_state {
611         /**
612          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
613          * following cases:
614          *
615          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
616          *     owns it;
617          *
618          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
619          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
620          *     into an RPC being constructed, and yanks it from the cache;
621          *
622          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
623          *     evict the page form the memory;
624          *
625          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
626          */
627         CPS_CACHED = 1,
628         /**
629          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
630          * state as a result of
631          *
632          *     - io creating new page and immediately owning it;
633          *
634          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
635          *     and owning it;
636          *
637          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
638          *     and waiting for owner to release the page;
639          *
640          * Page leaves owned state in the following cases:
641          *
642          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
643          *     the cache, doing nothing;
644          *
645          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
646          *     this page;
647          *
648          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
649          *     transfer for this page;
650          *
651          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
652          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
653          *
654          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
655          */
656         CPS_OWNED,
657         /**
658          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
659          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
660          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
661          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
662          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
663          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
664          * made by the hosting environment (that effectively means that the
665          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
666          * advance". This property is mentioned, because it is important when
667          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
668          * enter this state as a result of
669          *
670          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
671          *     write-out of this page, or
672          *
673          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
674          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
675          *     transfer.
676          *
677          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
678          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
679          *
680          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
681          *
682          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
683          */
684         CPS_PAGEOUT,
685         /**
686          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
687          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
688          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
689          * construction of read request from cached, presumably not up to date,
690          * pages.
691          *
692          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
693          *
694          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
695          */
696         CPS_PAGEIN,
697         /**
698          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
699          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
700          * of truncate.
701          *
702          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
703          *
704          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
705          */
706         CPS_FREEING,
707         CPS_NR
708 };
709
710 enum cl_page_type {
711         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
712          * belongs to. */
713         CPT_CACHEABLE = 1,
714
715         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
716          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
717          *  it is used in DirectIO and lockless IO. */
718         CPT_TRANSIENT,
719         CPT_NR
720 };
721
722 #define CP_STATE_BITS   4
723 #define CP_TYPE_BITS    2
724 #define CP_MAX_LAYER    2
725
726 /**
727  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
728  * immutables.
729  *
730  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
731  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
732  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
733  * cl_page::cp_owner (when set).
734  */
735 struct cl_page {
736         /** Reference counter. */
737         atomic_t                cp_ref;
738         /** layout_entry + stripe index, composed using lov_comp_index() */
739         unsigned int            cp_lov_index;
740         /** page->index of the page within the whole file */
741         pgoff_t                 cp_page_index;
742         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
743         struct cl_object        *cp_obj;
744         /** vmpage */
745         struct page             *cp_vmpage;
746         /**
747          * Assigned if doing direct IO, because in this case cp_vmpage is not
748          * a valid page cache page, hence the inode cannot be inferred from
749          * cp_vmpage->mapping->host.
750          */
751         struct inode            *cp_inode;
752         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
753         struct list_head        cp_batch;
754         /** array of slices offset. Immutable after creation. */
755         unsigned char           cp_layer_offset[CP_MAX_LAYER];
756         /** current slice index */
757         unsigned char           cp_layer_count:2;
758         /**
759          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
760          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
761          */
762         enum cl_page_state       cp_state:CP_STATE_BITS;
763         /**
764          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
765          * creation.
766          */
767         enum cl_page_type       cp_type:CP_TYPE_BITS;
768         unsigned                cp_defer_uptodate:1,
769                                 cp_ra_updated:1,
770                                 cp_ra_used:1;
771         /* which slab kmem index this memory allocated from */
772         short int               cp_kmem_index;
773
774         /**
775          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
776          * by sub-io. Protected by a VM lock.
777          */
778         struct cl_io            *cp_owner;
779         /** List of references to this page, for debugging. */
780         struct lu_ref           cp_reference;
781         /** Link to an object, for debugging. */
782         struct lu_ref_link      cp_obj_ref;
783         /** Link to a queue, for debugging. */
784         struct lu_ref_link      cp_queue_ref;
785         /** Assigned if doing a sync_io */
786         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
787 };
788
789 /**
790  * Per-layer part of cl_page.
791  *
792  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
793  */
794 struct cl_page_slice {
795         struct cl_page                  *cpl_page;
796         /**
797          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
798          * creation.
799          */
800         struct cl_object                *cpl_obj;
801         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
802 };
803
804 /**
805  * Lock mode. For the client extent locks.
806  *
807  * \ingroup cl_lock
808  */
809 enum cl_lock_mode {
810         CLM_READ,
811         CLM_WRITE,
812         CLM_GROUP,
813         CLM_MAX,
814 };
815
816 /**
817  * Requested transfer type.
818  */
819 enum cl_req_type {
820         CRT_READ,
821         CRT_WRITE,
822         CRT_NR
823 };
824
825 /**
826  * Per-layer page operations.
827  *
828  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
829  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
830  * the obvious cases.
831  *
832  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
833  */
834 struct cl_page_operations {
835         /**
836          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
837          * implement these. Current code assumes that this functionality is
838          * provided by the topmost layer, see cl_page_disown0() as an example.
839          */
840
841         /**
842          * Update file attributes when all we have is this page.  Used for tiny
843          * writes to update attributes when we don't have a full cl_io.
844          */
845         void (*cpo_page_touch)(const struct lu_env *env,
846                                const struct cl_page_slice *slice, size_t to);
847         /**
848          * Page destruction.
849          */
850
851         /**
852          * Called when page is truncated from the object. Optional.
853          *
854          * \see cl_page_discard()
855          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
856          */
857         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
858                             const struct cl_page_slice *slice,
859                             struct cl_io *io);
860         /**
861          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
862          * destroyed. Optional.
863          *
864          * \see cl_page_delete()
865          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
866          */
867         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
868                            const struct cl_page_slice *slice);
869         /**
870          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
871          *
872          * \see cl_page_print()
873          */
874         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
875                          const struct cl_page_slice *slice,
876                          void *cookie, lu_printer_t p);
877         /**
878          * \name transfer
879          *
880          * Transfer methods.
881          *
882          * @{
883          */
884         /**
885          * Request type dependent vector of operations.
886          *
887          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
888          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
889          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
890          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
891          * provided. That is, method invocation usually looks like
892          *
893          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
894          */
895         struct {
896                 /**
897                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
898                  * fired after cl_page_prep() or cl_page_make_ready() call.
899                  *
900                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
901                  * guaranteed however, that the page involved and its object
902                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
903                  * safe).
904                  *
905                  * \see cl_page_completion()
906                  */
907                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
908                                        const struct cl_page_slice *slice,
909                                        int ioret);
910         } io[CRT_NR];
911         /**
912          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
913          * transmitted.
914          *
915          * This is used for immediate transfers.
916          *
917          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
918          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
919          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
920          * this for page queues.
921          *
922          * \see cl_page_clip()
923          */
924         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
925                          const struct cl_page_slice *slice,
926                          int from, int to);
927         /**
928          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
929          * right now.
930          *
931          * \see cl_page_flush()
932          */
933         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
934                          const struct cl_page_slice *slice,
935                          struct cl_io *io);
936         /** @} transfer */
937 };
938
939 /**
940  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
941  */
942 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
943 do {                                                                    \
944         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
945                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
946                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
947                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
948         }                                                               \
949 } while (0)
950
951 /**
952  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
953  */
954 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
955 do {                                                                          \
956         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
957                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
958                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
959                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
960         }                                                                     \
961 } while (0)
962
963 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
964 {
965         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
966         return page->cp_vmpage;
967 }
968
969 static inline pgoff_t cl_page_index(const struct cl_page *cp)
970 {
971         return cl_page_vmpage(cp)->index;
972 }
973
974 /**
975  * Check if a cl_page is in use.
976  *
977  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
978  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
979  */
980 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
981 {
982         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
983 }
984
985 /**
986  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
987  */
988 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
989 /**
990  * Caller doesn't hold a refcount.
991  */
992 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
993
994 /* references: cl_page, page cache, optional + refcount for caller reference
995  * (always 0 or 1 currently)
996  */
997 static inline int vmpage_in_use(struct page *vmpage, int refcount)
998 {
999         return (page_count(vmpage) - page_mapcount(vmpage) > 2 + refcount);
1000 }
1001
1002 /** @} cl_page */
1003
1004 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1005  * @{ */
1006 /** \struct cl_lock
1007  *
1008  * Extent locking on the client.
1009  *
1010  * LAYERING
1011  *
1012  * The locking model of the new client code is built around
1013  *
1014  *        struct cl_lock
1015  *
1016  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1017  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1018  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1019  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1020  *
1021  * Typical cl_lock consists of one layer:
1022  *
1023  *     - lov_lock (lov specific data).
1024  *
1025  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1026  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1027  *
1028  *     - osc_lock
1029  *
1030  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1031  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1032  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1033  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1034  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1035  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1036  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1037  *
1038  * LIFE CYCLE
1039  *
1040  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1041  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1042  * I/O is complete.
1043  *
1044  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1045  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1046  *
1047  * INTERFACE AND USAGE
1048  *
1049  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1050  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1051  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1052  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1053  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1054  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1055  * OST side.
1056  *
1057  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1058  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1059  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1060  * clo_enqueue time, is released.
1061  *
1062  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1063  *
1064  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1065  *
1066  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1067  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1068  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1069  *
1070  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1071  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1072  *
1073  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1074  *
1075  *     - locks are released after IO is complete.
1076  *
1077  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1078  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1079  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1080  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1081  *
1082  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1083  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1084  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1085  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1086  * sacrificing correctness. This includes:
1087  *
1088  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1089  *  atomicity;
1090  *
1091  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1092  *
1093  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1094  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1095  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1096  *
1097  * Interaction with DLM
1098  *
1099  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1100  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1101  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1102  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1103  * description of interaction with DLM.
1104  */
1105
1106 /**
1107  * Lock description.
1108  */
1109 struct cl_lock_descr {
1110         /** Object this lock is granted for. */
1111         struct cl_object *cld_obj;
1112         /** Index of the first page protected by this lock. */
1113         pgoff_t           cld_start;
1114         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1115         pgoff_t           cld_end;
1116         /** Group ID, for group lock */
1117         __u64             cld_gid;
1118         /** Lock mode. */
1119         enum cl_lock_mode cld_mode;
1120         /**
1121          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1122          * enum cl_enq_flags.
1123          */
1124         __u32             cld_enq_flags;
1125 };
1126
1127 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1128 #define PDESCR(descr)                                                   \
1129         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1130         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1131
1132 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1133
1134 /**
1135  * Layered client lock.
1136  */
1137 struct cl_lock {
1138         /** List of slices. Immutable after creation. */
1139         struct list_head      cll_layers;
1140         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1141         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1142 };
1143
1144 /**
1145  * Per-layer part of cl_lock
1146  *
1147  * \see lov_lock, osc_lock
1148  */
1149 struct cl_lock_slice {
1150         struct cl_lock                  *cls_lock;
1151         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1152          * creation. */
1153         struct cl_object                *cls_obj;
1154         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1155         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1156         struct list_head                 cls_linkage;
1157 };
1158
1159 /**
1160  *
1161  * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
1162  */
1163 struct cl_lock_operations {
1164         /** @{ */
1165         /**
1166          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1167          *
1168          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1169          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1170          *              @anchor for resources
1171          * \retval -ve  failure
1172          *
1173          * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
1174          */
1175         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1176                             const struct cl_lock_slice *slice,
1177                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1178         /**
1179          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1180          * DLM lock
1181          */
1182         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1183                            const struct cl_lock_slice *slice);
1184         /** @} */
1185         /**
1186          * Destructor. Frees resources and the slice.
1187          *
1188          * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
1189          */
1190         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1191         /**
1192          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1193          */
1194         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1195                          void *cookie, lu_printer_t p,
1196                          const struct cl_lock_slice *slice);
1197 };
1198
1199 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1200 do {                                                                    \
1201         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1202                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1203                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1204                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1205         }                                                               \
1206 } while (0)
1207
1208 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1209         if (likely(expr))                                               \
1210                 break;                                                  \
1211                                                                         \
1212         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1213         LBUG();                                                         \
1214 } while (0)
1215
1216 /** @} cl_lock */
1217
1218 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1219  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1220  *
1221  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1222  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1223  * pages:
1224  *
1225  *     - submit pages for an immediate transfer,
1226  *
1227  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1228  *
1229  *     - discard pages.
1230  *
1231  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1232  *
1233  * \todo XXX concurrency control.
1234  *
1235  * @{
1236  */
1237 struct cl_page_list {
1238         unsigned                 pl_nr;
1239         struct list_head         pl_pages;
1240 };
1241
1242 /**
1243  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1244  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1245  */
1246 struct cl_2queue {
1247         struct cl_page_list c2_qin;
1248         struct cl_page_list c2_qout;
1249 };
1250
1251 /** @} cl_page_list */
1252
1253 /** \addtogroup cl_io cl_io
1254  * @{ */
1255 /** \struct cl_io
1256  * I/O
1257  *
1258  * cl_io represents a high level I/O activity like
1259  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1260  * lock.
1261  *
1262  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1263  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1264  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1265  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1266  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1267  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1268  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1269  * by using free-lists, see cl_env_get().
1270  *
1271  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1272  * cl_io_type.
1273  *
1274  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1275  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1276  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1277  * released.
1278  *
1279  * For read/write io overall execution plan is as following:
1280  *
1281  *     (0) initialize io state through all layers;
1282  *
1283  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1284  *
1285  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1286  *
1287  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1288  *
1289  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1290  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1291  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1292  *
1293  *     (5) release locks
1294  *
1295  *     (6) repeat loop.
1296  *
1297  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1298  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1299  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1300  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1301  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1302  */
1303
1304 /** IO types */
1305 enum cl_io_type {
1306         /** read system call */
1307         CIT_READ = 1,
1308         /** write system call */
1309         CIT_WRITE,
1310         /** truncate, utime system calls */
1311         CIT_SETATTR,
1312         /** get data version */
1313         CIT_DATA_VERSION,
1314         /**
1315          * page fault handling
1316          */
1317         CIT_FAULT,
1318         /**
1319          * fsync system call handling
1320          * To write out a range of file
1321          */
1322         CIT_FSYNC,
1323         /**
1324          * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1325          */
1326         CIT_GLIMPSE,
1327         /**
1328          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1329          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1330          *
1331          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1332          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1333          *     to the server;
1334          *
1335          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1336          *     for memory cleansing;
1337          *
1338          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1339          *
1340          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1341          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1342          * cl_io_loop() is never called for it.
1343          */
1344         CIT_MISC,
1345         /**
1346          * ladvise handling
1347          * To give advice about access of a file
1348          */
1349         CIT_LADVISE,
1350         /**
1351          * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
1352          * across all file objects
1353          */
1354         CIT_LSEEK,
1355         CIT_OP_NR
1356 };
1357
1358 /**
1359  * States of cl_io state machine
1360  */
1361 enum cl_io_state {
1362         /** Not initialized. */
1363         CIS_ZERO,
1364         /** Initialized. */
1365         CIS_INIT,
1366         /** IO iteration started. */
1367         CIS_IT_STARTED,
1368         /** Locks taken. */
1369         CIS_LOCKED,
1370         /** Actual IO is in progress. */
1371         CIS_IO_GOING,
1372         /** IO for the current iteration finished. */
1373         CIS_IO_FINISHED,
1374         /** Locks released. */
1375         CIS_UNLOCKED,
1376         /** Iteration completed. */
1377         CIS_IT_ENDED,
1378         /** cl_io finalized. */
1379         CIS_FINI
1380 };
1381
1382 /**
1383  * IO state private for a layer.
1384  *
1385  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1386  * dynamically.
1387  *
1388  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1389  */
1390 struct cl_io_slice {
1391         struct cl_io                    *cis_io;
1392         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1393         struct cl_object                *cis_obj;
1394         /** io operations. Immutable after creation. */
1395         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1396         /**
1397          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1398          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1399          */
1400         struct list_head                cis_linkage;
1401 };
1402
1403 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1404                               struct pagevec *);
1405
1406 struct cl_read_ahead {
1407         /* Maximum page index the readahead window will end.
1408          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1409          * cra_end is included. */
1410         pgoff_t         cra_end_idx;
1411         /* optimal RPC size for this read, by pages */
1412         unsigned long   cra_rpc_pages;
1413         /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
1414          * function should be called to release it. */
1415         void            (*cra_release)(const struct lu_env *env,
1416                                        struct cl_read_ahead *ra);
1417
1418         /* Callback data for cra_release routine */
1419         void            *cra_dlmlock;
1420         void            *cra_oio;
1421
1422         /* whether lock is in contention */
1423         bool            cra_contention;
1424 };
1425
1426 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1427                                          struct cl_read_ahead *ra)
1428 {
1429         if (ra->cra_release != NULL)
1430                 ra->cra_release(env, ra);
1431         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1432 }
1433
1434
1435 /**
1436  * Per-layer io operations.
1437  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1438  */
1439 struct cl_io_operations {
1440         /**
1441          * Vector of io state transition methods for every io type.
1442          *
1443          * \see cl_page_operations::io
1444          */
1445         struct {
1446                 /**
1447                  * Prepare io iteration at a given layer.
1448                  *
1449                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1450                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1451                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1452                  *
1453                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1454                  */
1455                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1456                                       const struct cl_io_slice *slice);
1457                 /**
1458                  * Finalize io iteration.
1459                  *
1460                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1461                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1462                  * continued.
1463                  *
1464                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1465                  */
1466                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1467                                        const struct cl_io_slice *slice);
1468                 /**
1469                  * Collect locks for the current iteration of io.
1470                  *
1471                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1472                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1473                  * anything, instead it should post a lock through
1474                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1475                  * sorted and enqueued in the proper order.
1476                  */
1477                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1478                                   const struct cl_io_slice *slice);
1479                 /**
1480                  * Finalize unlocking.
1481                  *
1482                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1483                  * functionality, after generic code released all locks
1484                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1485                  */
1486                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1487                                     const struct cl_io_slice *slice);
1488                 /**
1489                  * Start io iteration.
1490                  *
1491                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1492                  * commence actual IO. In the current implementation,
1493                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1494                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1495                  * are called when everything is done.
1496                  */
1497                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1498                                   const struct cl_io_slice *slice);
1499                 /**
1500                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1501                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1502                  */
1503                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1504                                   const struct cl_io_slice *slice);
1505                 /**
1506                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1507                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1508                  */
1509                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1510                                     const struct cl_io_slice *slice,
1511                                     size_t nob);
1512                 /**
1513                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1514                  */
1515                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1516                                   const struct cl_io_slice *slice);
1517         } op[CIT_OP_NR];
1518
1519         /**
1520          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1521          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1522          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1523          * submission failed after some pages were moved into \a
1524          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1525          * executed on them.
1526          */
1527         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1528                         const struct cl_io_slice *slice,
1529                         enum cl_req_type crt,
1530                         struct cl_2queue *queue);
1531         /**
1532          * Queue async page for write.
1533          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1534          * cio_submit is for urgent request.
1535          */
1536         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1537                         const struct cl_io_slice *slice,
1538                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1539                         cl_commit_cbt cb);
1540         /**
1541          * Release active extent.
1542          */
1543         void  (*cio_extent_release)(const struct lu_env *env,
1544                                     const struct cl_io_slice *slice);
1545         /**
1546          * Decide maximum read ahead extent
1547          *
1548          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1549          */
1550         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1551                               const struct cl_io_slice *slice,
1552                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1553         /**
1554          *
1555          * Reserve LRU slots before IO.
1556          */
1557         int (*cio_lru_reserve) (const struct lu_env *env,
1558                                 const struct cl_io_slice *slice,
1559                                 loff_t pos, size_t bytes);
1560         /**
1561          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1562          */
1563         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1564                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1565 };
1566
1567 /**
1568  * Flags to lock enqueue procedure.
1569  * \ingroup cl_lock
1570  */
1571 enum cl_enq_flags {
1572         /**
1573          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1574          * -EAGAIN is returned immediately.
1575          */
1576         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1577         /**
1578          * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
1579          * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
1580          *
1581          * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
1582          * as automatically compatible with other osc locks.
1583          * (see osc_lock_compatible)
1584          */
1585         CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
1586         /**
1587          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1588          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1589          * protected by this lock, without sending them to the server.
1590          */
1591         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1592         /**
1593          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1594          * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
1595          * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
1596          * mode.
1597          *
1598          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
1599          */
1600         CEF_MUST         = 0x00000008,
1601         /**
1602          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1603          * not used currently.
1604          *
1605          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1606          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1607          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1608          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1609          * that are described by the enqueue flags.
1610          */
1611         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1612         /**
1613          * tell the dlm layer this is a speculative lock request
1614          * speculative lock requests are locks which are not requested as part
1615          * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
1616          * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
1617          * ptlrpc layer.
1618          *
1619          * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
1620          * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
1621          */
1622         CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
1623         /**
1624          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1625          */
1626         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1627         /**
1628          * Lock match only. Used by group lock in I/O as group lock
1629          * is known to exist.
1630          */
1631         CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
1632         /**
1633          * tell the DLM layer to lock only the requested range
1634          */
1635         CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
1636         /**
1637          * mask of enq_flags.
1638          */
1639         CEF_MASK         = 0x000001ff,
1640 };
1641
1642 /**
1643  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1644  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1645  */
1646 struct cl_io_lock_link {
1647         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1648         struct list_head        cill_linkage;
1649         struct cl_lock          cill_lock;
1650         /** optional destructor */
1651         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1652                                              struct cl_io_lock_link *link);
1653 };
1654 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1655
1656 /**
1657  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1658  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1659  * possible, because
1660  *
1661  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1662  *        "cascading timeouts";
1663  *
1664  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1665  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1666  *
1667  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1668  *
1669  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1670  *
1671  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1672  *
1673  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1674  *
1675  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1676  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1677  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1678  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1679  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1680  *
1681  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1682  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1683  * enqueued.
1684  */
1685 struct cl_lockset {
1686         /** locks to be acquired. */
1687         struct list_head  cls_todo;
1688         /** locks acquired. */
1689         struct list_head  cls_done;
1690 };
1691
1692 /**
1693  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1694  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1695  */
1696 enum cl_io_lock_dmd {
1697         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1698         CILR_MANDATORY = 0,
1699         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1700         CILR_MAYBE,
1701         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1702         CILR_NEVER
1703 };
1704
1705 enum cl_fsync_mode {
1706         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1707         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1708         /** start writeback and wait for them to finish */
1709         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1710         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1711         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1712         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1713          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1714         CL_FSYNC_ALL   = 3
1715 };
1716
1717 struct cl_io_rw_common {
1718         loff_t  crw_pos;
1719         size_t  crw_count;
1720         int     crw_nonblock;
1721 };
1722 enum cl_setattr_subtype {
1723         /** regular setattr **/
1724         CL_SETATTR_REG = 1,
1725         /** truncate(2) **/
1726         CL_SETATTR_TRUNC,
1727         /** fallocate(2) - mode preallocate **/
1728         CL_SETATTR_FALLOCATE
1729 };
1730
1731 struct cl_io_range {
1732         loff_t cir_pos;
1733         size_t cir_count;
1734 };
1735
1736 struct cl_io_pt {
1737         struct cl_io_pt *cip_next;
1738         struct kiocb cip_iocb;
1739         struct iov_iter cip_iter;
1740         struct file *cip_file;
1741         enum cl_io_type cip_iot;
1742         unsigned int cip_need_restart:1;
1743         loff_t cip_pos;
1744         size_t cip_count;
1745         ssize_t cip_result;
1746 };
1747
1748 /**
1749  * State for io.
1750  *
1751  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1752  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1753  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1754  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1755  * mutable cl_io fields.
1756  */
1757 struct cl_io {
1758         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1759         enum cl_io_type                ci_type;
1760         /** current state of cl_io state machine. */
1761         enum cl_io_state               ci_state;
1762         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1763         struct cl_object              *ci_obj;
1764         /** top level dio_aio */
1765         struct cl_dio_aio             *ci_dio_aio;
1766         /**
1767          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1768          * creation.
1769          */
1770         struct cl_io                  *ci_parent;
1771         /** List of slices. Immutable after creation. */
1772         struct list_head                ci_layers;
1773         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1774         struct cl_lockset              ci_lockset;
1775         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1776         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1777         /** layout version when this IO occurs */
1778         __u32                           ci_layout_version;
1779         union {
1780                 struct cl_rd_io {
1781                         struct cl_io_rw_common rd;
1782                 } ci_rd;
1783                 struct cl_wr_io {
1784                         struct cl_io_rw_common wr;
1785                         int                    wr_append;
1786                         int                    wr_sync;
1787                 } ci_wr;
1788                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1789                 struct cl_setattr_io {
1790                         struct ost_lvb           sa_attr;
1791                         unsigned int             sa_attr_flags;
1792                         unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
1793                         unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
1794                         int                      sa_stripe_index;
1795                         struct ost_layout        sa_layout;
1796                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1797                         /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
1798                         /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
1799                         enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
1800                         /* The following are used for fallocate(2) */
1801                         int                      sa_falloc_mode;
1802                         loff_t                   sa_falloc_offset;
1803                         loff_t                   sa_falloc_end;
1804                         uid_t                    sa_falloc_uid;
1805                         gid_t                    sa_falloc_gid;
1806                         __u32                    sa_falloc_projid;
1807                 } ci_setattr;
1808                 struct cl_data_version_io {
1809                         u64 dv_data_version;
1810                         u32 dv_layout_version;
1811                         int dv_flags;
1812                 } ci_data_version;
1813                 struct cl_fault_io {
1814                         /** page index within file. */
1815                         pgoff_t         ft_index;
1816                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1817                         size_t          ft_nob;
1818                         /** writable page? for nopage() only */
1819                         int             ft_writable;
1820                         /** page of an executable? */
1821                         int             ft_executable;
1822                         /** page_mkwrite() */
1823                         int             ft_mkwrite;
1824                         /** resulting page */
1825                         struct cl_page *ft_page;
1826                 } ci_fault;
1827                 struct cl_fsync_io {
1828                         loff_t             fi_start;
1829                         loff_t             fi_end;
1830                         /** file system level fid */
1831                         struct lu_fid     *fi_fid;
1832                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1833                         /* how many pages were written/discarded */
1834                         unsigned int       fi_nr_written;
1835                 } ci_fsync;
1836                 struct cl_ladvise_io {
1837                         __u64                    li_start;
1838                         __u64                    li_end;
1839                         /** file system level fid */
1840                         struct lu_fid           *li_fid;
1841                         enum lu_ladvise_type     li_advice;
1842                         __u64                    li_flags;
1843                 } ci_ladvise;
1844                 struct cl_lseek_io {
1845                         loff_t                   ls_start;
1846                         loff_t                   ls_result;
1847                         int                      ls_whence;
1848                 } ci_lseek;
1849                 struct cl_misc_io {
1850                         time64_t                 lm_next_rpc_time;
1851                 } ci_misc;
1852         } u;
1853         struct cl_2queue     ci_queue;
1854         size_t               ci_nob;
1855         int                  ci_result;
1856         unsigned int         ci_continue:1,
1857         /**
1858          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1859          * don't do lockless i/o.
1860          */
1861                              ci_no_srvlock:1,
1862         /**
1863          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1864          */
1865                              ci_need_restart:1,
1866         /**
1867          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1868          * change(page operations, layout change causes all page to be
1869          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1870          */
1871                              ci_ignore_layout:1,
1872         /**
1873          * Need MDS intervention to complete a write.
1874          * Write intent is required for the following cases:
1875          * 1. component being written is not initialized, or
1876          * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
1877          */
1878                              ci_need_write_intent:1,
1879         /**
1880          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1881          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1882          * verify layout because HSM won't release openning files.
1883          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1884          * and setattr.
1885          */
1886                              ci_verify_layout:1,
1887         /**
1888          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1889          */
1890                              ci_restore_needed:1,
1891         /**
1892          * O_NOATIME
1893          */
1894                              ci_noatime:1,
1895         /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
1896                              ci_lock_no_expand:1,
1897         /**
1898          * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
1899          *
1900          * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
1901          * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
1902          * that the upper layer can try to access the next mirror.
1903          */
1904                              ci_ndelay:1,
1905         /**
1906          * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
1907          */
1908                              ci_async_readahead:1,
1909         /**
1910          * Ignore lockless and do normal locking for this io.
1911          */
1912                              ci_dio_lock:1,
1913         /**
1914          * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
1915          * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
1916          * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
1917          */
1918                              ci_tried_all_mirrors:1,
1919         /**
1920          * Random read hints, readahead will be disabled.
1921          */
1922                              ci_rand_read:1,
1923         /**
1924          * Sequential read hints.
1925          */
1926                              ci_seq_read:1,
1927         /**
1928          * Do parallel (async) submission of DIO RPCs.  Note DIO is still sync
1929          * to userspace, only the RPCs are submitted async, then waited for at
1930          * the llite layer before returning.
1931          */
1932                              ci_parallel_dio:1;
1933         /**
1934          * Bypass quota check
1935          */
1936         unsigned             ci_noquota:1,
1937         /**
1938          * io_uring direct IO with flags IOCB_NOWAIT.
1939          */
1940                              ci_iocb_nowait:1;
1941         /**
1942          * How many times the read has retried before this one.
1943          * Set by the top level and consumed by the LOV.
1944          */
1945         unsigned             ci_ndelay_tried;
1946         /**
1947          * Designated mirror index for this I/O.
1948          */
1949         unsigned             ci_designated_mirror;
1950         /**
1951          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1952          */
1953         unsigned             ci_owned_nr;
1954         /**
1955          * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
1956          */
1957         struct lu_extent        ci_write_intent;
1958 };
1959
1960 /** @} cl_io */
1961
1962 /**
1963  * Per-transfer attributes.
1964  */
1965 struct cl_req_attr {
1966         enum cl_req_type cra_type;
1967         u64              cra_flags;
1968         struct cl_page  *cra_page;
1969         /** Generic attributes for the server consumption. */
1970         struct obdo     *cra_oa;
1971         /** Jobid */
1972         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1973 };
1974
1975 enum cache_stats_item {
1976         /** how many cache lookups were performed */
1977         CS_lookup = 0,
1978         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
1979         CS_hit,
1980         /** how many entities are in the cache right now */
1981         CS_total,
1982         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
1983          * evicted) right now */
1984         CS_busy,
1985         /** how many entities were created at all */
1986         CS_create,
1987         CS_NR
1988 };
1989
1990 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
1991
1992 /**
1993  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
1994  */
1995 struct cache_stats {
1996         const char      *cs_name;
1997         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
1998 };
1999
2000 /** These are not exported so far */
2001 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2002
2003 /**
2004  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2005  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2006  * clients to co-exist in the single address space.
2007  */
2008 struct cl_site {
2009         struct lu_site          cs_lu;
2010         /**
2011          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2012          * per-cpu counters is needed.
2013          *
2014          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2015          *
2016          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2017          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2018          */
2019         struct cache_stats      cs_pages;
2020         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2021 };
2022
2023 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2024 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2025 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2026
2027 /**
2028  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2029  * ll_rd_*()-style functions.
2030  */
2031 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2032
2033 /**
2034  * \name helpers
2035  *
2036  * Type conversion and accessory functions.
2037  */
2038 /** @{ */
2039
2040 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2041 {
2042         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2043 }
2044
2045 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2046 {
2047         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2048         return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2049 }
2050
2051 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2052 {
2053         return &d->cd_lu_dev;
2054 }
2055
2056 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2057 {
2058         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2059         return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
2060 }
2061
2062 static inline const struct cl_object_conf *
2063 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2064 {
2065         return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2066 }
2067
2068 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2069 {
2070         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2071 }
2072
2073 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2074 {
2075         return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2076 }
2077
2078 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2079 {
2080         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2081 }
2082
2083 static inline
2084 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2085 {
2086         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2087 }
2088
2089 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2090 {
2091         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2092 }
2093
2094 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2095 {
2096         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2097 }
2098
2099 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2100                        struct cl_object *obj,
2101                        const struct cl_page_operations *ops);
2102 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2103                        struct cl_object *obj,
2104                        const struct cl_lock_operations *ops);
2105 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2106                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2107 /** @} helpers */
2108
2109 /** \defgroup cl_object cl_object
2110  * @{ */
2111 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2112 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2113                                  const struct lu_fid *fid,
2114                                  const struct cl_object_conf *c);
2115
2116 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2117 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2118 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2119 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2120 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2121 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2122 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2123                         struct cl_attr *attr);
2124 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2125                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2126 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2127                            struct ost_lvb *lvb);
2128 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2129                            const struct cl_object_conf *conf);
2130 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2131 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2132 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2133                         struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
2134 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2135                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2136                      size_t *buflen);
2137 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2138                          struct cl_layout *cl);
2139 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2140 int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2141                     struct ldlm_lock *lock);
2142
2143
2144 /**
2145  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2146  */
2147 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2148 {
2149         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2150 }
2151
2152 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2153 {
2154         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2155         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2156         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2157 }
2158
2159 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2160                                          struct cl_page *page)
2161 {
2162         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2163 }
2164
2165 /**
2166  * Return refcount of cl_object.
2167  */
2168 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2169 {
2170         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2171         return atomic_read(&header->loh_ref);
2172 }
2173
2174 /** @} cl_object */
2175
2176 /** \defgroup cl_page cl_page
2177  * @{ */
2178 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2179                                      struct cl_object *obj,
2180                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2181                                      enum cl_page_type type);
2182 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2183                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2184                                      struct page *vmpage,
2185                                      enum cl_page_type type);
2186 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2187 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2188                                      struct cl_page *page);
2189 void            cl_pagevec_put      (const struct lu_env *env,
2190                                      struct cl_page *page,
2191                                      struct pagevec *pvec);
2192 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2193                                      lu_printer_t printer,
2194                                      const struct cl_page *pg);
2195 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2196                                      lu_printer_t printer,
2197                                      const struct cl_page *pg);
2198 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2199
2200 /**
2201  * \name ownership
2202  *
2203  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2204  */
2205 /** @{ */
2206
2207 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2208                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2209 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2210                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2211 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2212                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2213 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2214                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2215 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2216                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2217 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2218
2219 /** @} ownership */
2220
2221 /**
2222  * \name transfer
2223  *
2224  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2225  * tracking transfer state.
2226  */
2227 /** @{ */
2228 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2229                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2230 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2231                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2232 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2233                          enum cl_req_type crt);
2234 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2235                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2236 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2237                          int from, int to);
2238 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2239                          struct cl_page *pg);
2240
2241 /** @} transfer */
2242
2243
2244 /**
2245  * \name helper routines
2246  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2247  */
2248 /** @{ */
2249 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2250                         struct cl_page *pg);
2251 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2252 void    cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
2253                       size_t to);
2254 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2255 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2256 size_t  cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2257
2258 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2259                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2260 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2261                          lu_printer_t printer,
2262                          const struct cl_lock_descr *descr);
2263 /* @} helper */
2264
2265 /**
2266  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2267  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2268  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2269  * layer for recovery purposes.
2270  */
2271 struct cl_client_cache {
2272         /**
2273          * # of client cache refcount
2274          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2275          */
2276         atomic_t                ccc_users;
2277         /**
2278          * # of threads are doing shrinking
2279          */
2280         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2281         /**
2282          * # of LRU entries available
2283          */
2284         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2285         /**
2286          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2287          */
2288         struct list_head        ccc_lru;
2289         /**
2290          * Max # of LRU entries
2291          */
2292         unsigned long           ccc_lru_max;
2293         /**
2294          * Lock to protect ccc_lru list
2295          */
2296         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2297         /**
2298          * Set if unstable check is enabled
2299          */
2300         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2301         /**
2302          * # of unstable pages for this mount point
2303          */
2304         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2305         /**
2306          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2307          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2308          */
2309         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2310         /**
2311          * Serialize max_cache_mb write operation
2312          */
2313         struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
2314 };
2315 /**
2316  * cl_cache functions
2317  */
2318 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2319 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2320 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2321
2322 /** @} cl_page */
2323
2324 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2325  * @{ */
2326 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2327                     struct cl_lock *lock);
2328 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2329                  const struct cl_io *io);
2330 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2331 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2332                                        const struct lu_device_type *dtype);
2333 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2334
2335 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2336                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2337 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2338
2339 /** @} cl_lock */
2340
2341 /** \defgroup cl_io cl_io
2342  * @{ */
2343
2344 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2345                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2346 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2347                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2348 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2349                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2350 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2351
2352 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2353 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2354 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2355 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2356 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2357 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2358 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2359 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2360                           struct cl_io_lock_link *link);
2361 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2362                            struct cl_lock_descr *descr);
2363 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2364                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2365 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2366                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2367                           long timeout);
2368 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2369                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2370                           cl_commit_cbt cb);
2371 void  cl_io_extent_release (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2372 int cl_io_lru_reserve(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2373                       loff_t pos, size_t bytes);
2374 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2375                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2376 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2377                           size_t nob);
2378
2379 /**
2380  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2381  */
2382 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2383 {
2384         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2385 }
2386
2387 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2388 {
2389         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2390 }
2391
2392 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2393 {
2394         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2395 }
2396
2397 /**
2398  * True, iff \a io is a truncate(2).
2399  */
2400 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2401 {
2402         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2403                 (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
2404                 (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
2405 }
2406
2407 static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
2408 {
2409         return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
2410                (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
2411 }
2412
2413 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2414
2415 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2416                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2417
2418 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2419 do {                                                                    \
2420         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2421                                                                         \
2422         memset(&__foo_io->base, 0,                                      \
2423                sizeof(*__foo_io) - offsetof(typeof(*__foo_io), base));  \
2424 } while (0)
2425
2426 /** @} cl_io */
2427
2428 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2429  * @{ */
2430
2431 /**
2432  * Last page in the page list.
2433  */
2434 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2435 {
2436         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2437         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2438 }
2439
2440 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2441 {
2442         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2443         return list_first_entry(&plist->pl_pages, struct cl_page, cp_batch);
2444 }
2445
2446 /**
2447  * Iterate over pages in a page list.
2448  */
2449 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2450         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2451
2452 /**
2453  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2454  */
2455 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2456         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2457
2458 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
2459 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page,
2460                       bool get_ref);
2461 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2462                        struct cl_page *page);
2463 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2464                             struct cl_page *page);
2465 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list,
2466                          struct cl_page_list *head);
2467 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env,
2468                       struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2469 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
2470                          struct cl_page_list *plist);
2471 void cl_page_list_assume(const struct lu_env *env,
2472                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2473 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2474                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2475 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2476
2477 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
2478 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2479 void cl_2queue_assume(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2480                       struct cl_2queue *queue);
2481 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2482                        struct cl_2queue *queue);
2483 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2484 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2485
2486 /** @} cl_page_list */
2487
2488 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2489                      struct cl_req_attr *attr);
2490
2491 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2492  * @{ */
2493
2494 struct cl_sync_io;
2495 struct cl_dio_aio;
2496 struct cl_sub_dio;
2497
2498 typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
2499
2500 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr, void *dio_aio,
2501                             cl_sync_io_end_t *end);
2502
2503 int cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2504                     long timeout);
2505 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2506                      int ioret);
2507 int cl_sync_io_wait_recycle(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2508                             long timeout, int ioret);
2509 struct cl_dio_aio *cl_dio_aio_alloc(struct kiocb *iocb, struct cl_object *obj,
2510                                     bool is_aio);
2511 struct cl_sub_dio *cl_sub_dio_alloc(struct cl_dio_aio *ll_aio, bool sync);
2512 void cl_dio_aio_free(const struct lu_env *env, struct cl_dio_aio *aio);
2513 void cl_sub_dio_free(struct cl_sub_dio *sdio);
2514 static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
2515 {
2516         cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
2517 }
2518
2519 /**
2520  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2521  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2522  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2523  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2524  */
2525 struct cl_sync_io {
2526         /** number of pages yet to be transferred. */
2527         atomic_t                csi_sync_nr;
2528         /** error code. */
2529         int                     csi_sync_rc;
2530         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2531         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2532         /** callback to invoke when this IO is finished */
2533         cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
2534         /* private pointer for an associated DIO/AIO */
2535         void                   *csi_dio_aio;
2536 };
2537
2538 /** direct IO pages */
2539 struct ll_dio_pages {
2540         /*
2541          * page array to be written. we don't support
2542          * partial pages except the last one.
2543          */
2544         struct page             **ldp_pages;
2545         /** # of pages in the array. */
2546         size_t                  ldp_count;
2547         /* the file offset of the first page. */
2548         loff_t                  ldp_file_offset;
2549 };
2550
2551 /* Top level struct used for AIO and DIO */
2552 struct cl_dio_aio {
2553         struct cl_sync_io       cda_sync;
2554         struct cl_object        *cda_obj;
2555         struct kiocb            *cda_iocb;
2556         ssize_t                 cda_bytes;
2557         unsigned                cda_no_aio_complete:1,
2558                                 cda_creator_free:1;
2559 };
2560
2561 /* Sub-dio used for splitting DIO (and AIO, because AIO is DIO) according to
2562  * the layout/striping, so we can do parallel submit of DIO RPCs
2563  */
2564 struct cl_sub_dio {
2565         struct cl_sync_io       csd_sync;
2566         struct cl_page_list     csd_pages;
2567         ssize_t                 csd_bytes;
2568         struct cl_dio_aio       *csd_ll_aio;
2569         struct ll_dio_pages     csd_dio_pages;
2570         unsigned                csd_creator_free:1;
2571 };
2572 #if defined(HAVE_DIRECTIO_ITER) || defined(HAVE_IOV_ITER_RW) || \
2573         defined(HAVE_DIRECTIO_2ARGS)
2574 #define HAVE_DIO_ITER 1
2575 #endif
2576
2577 void ll_release_user_pages(struct page **pages, int npages);
2578
2579 /** @} cl_sync_io */
2580
2581 /** \defgroup cl_env cl_env
2582  *
2583  * lu_env handling for a client.
2584  *
2585  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2586  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2587  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2588  * where
2589  *
2590  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2591  *
2592  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2593  *
2594  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2595  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2596  * into VFS or MM that call back into lustre.
2597  *
2598  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2599  * optimizations:
2600  *
2601  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2602  *     longer used environments instead of destroying them;
2603  *
2604  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2605  * @{ */
2606
2607 struct lu_env *cl_env_get(__u16 *refcheck);
2608 struct lu_env *cl_env_alloc(__u16 *refcheck, __u32 tags);
2609 void cl_env_put(struct lu_env *env, __u16 *refcheck);
2610 unsigned cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2611 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2612 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2613
2614 /** @} cl_env */
2615
2616 /*
2617  * Misc
2618  */
2619 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2620 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2621
2622 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2623                                 struct lu_device_type *ldt,
2624                                 struct lu_device *next);
2625 /** @} clio */
2626
2627 int cl_global_init(void);
2628 void cl_global_fini(void);
2629
2630 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */