Whamcloud - gitweb
LU-15829 llite: don't use a kms if it invalid.
[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                  * Called when a page is submitted for a transfer as a part of
898                  * cl_page_list.
899                  *
900                  * \return    0         : page is eligible for submission;
901                  * \return    -EALREADY : skip this page;
902                  * \return    -ve       : error.
903                  *
904                  * \see cl_page_prep()
905                  */
906                 int  (*cpo_prep)(const struct lu_env *env,
907                                  const struct cl_page_slice *slice,
908                                  struct cl_io *io);
909                 /**
910                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
911                  * fired after cl_page_operations::cpo_prep() or
912                  * cl_page_operations::cpo_make_ready() call.
913                  *
914                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
915                  * guaranteed however, that the page involved and its object
916                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
917                  * safe).
918                  *
919                  * \see cl_page_completion()
920                  */
921                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
922                                        const struct cl_page_slice *slice,
923                                        int ioret);
924                 /**
925                  * Called when cached page is about to be added to the
926                  * ptlrpc request as a part of req formation.
927                  *
928                  * \return    0       : proceed with this page;
929                  * \return    -EAGAIN : skip this page;
930                  * \return    -ve     : error.
931                  *
932                  * \see cl_page_make_ready()
933                  */
934                 int  (*cpo_make_ready)(const struct lu_env *env,
935                                        const struct cl_page_slice *slice);
936         } io[CRT_NR];
937         /**
938          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
939          * transmitted.
940          *
941          * This is used for immediate transfers.
942          *
943          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
944          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
945          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
946          * this for page queues.
947          *
948          * \see cl_page_clip()
949          */
950         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
951                          const struct cl_page_slice *slice,
952                          int from, int to);
953         /**
954          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
955          * right now.
956          *
957          * \see cl_page_flush()
958          */
959         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
960                          const struct cl_page_slice *slice,
961                          struct cl_io *io);
962         /** @} transfer */
963 };
964
965 /**
966  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
967  */
968 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
969 do {                                                                    \
970         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
971                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
972                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
973                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
974         }                                                               \
975 } while (0)
976
977 /**
978  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
979  */
980 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
981 do {                                                                          \
982         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
983                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
984                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
985                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
986         }                                                                     \
987 } while (0)
988
989 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
990 {
991         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
992         return page->cp_vmpage;
993 }
994
995 /**
996  * Check if a cl_page is in use.
997  *
998  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
999  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
1000  */
1001 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1002 {
1003         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
1004 }
1005
1006 /**
1007  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
1008  */
1009 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1010 /**
1011  * Caller doesn't hold a refcount.
1012  */
1013 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1014
1015 /* references: cl_page, page cache, optional + refcount for caller reference
1016  * (always 0 or 1 currently)
1017  */
1018 static inline int vmpage_in_use(struct page *vmpage, int refcount)
1019 {
1020         return (page_count(vmpage) - page_mapcount(vmpage) > 2 + refcount);
1021 }
1022
1023 /** @} cl_page */
1024
1025 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1026  * @{ */
1027 /** \struct cl_lock
1028  *
1029  * Extent locking on the client.
1030  *
1031  * LAYERING
1032  *
1033  * The locking model of the new client code is built around
1034  *
1035  *        struct cl_lock
1036  *
1037  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1038  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1039  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1040  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1041  *
1042  * Typical cl_lock consists of one layer:
1043  *
1044  *     - lov_lock (lov specific data).
1045  *
1046  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1047  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1048  *
1049  *     - osc_lock
1050  *
1051  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1052  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1053  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1054  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1055  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1056  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1057  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1058  *
1059  * LIFE CYCLE
1060  *
1061  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1062  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1063  * I/O is complete.
1064  *
1065  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1066  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1067  *
1068  * INTERFACE AND USAGE
1069  *
1070  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1071  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1072  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1073  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1074  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1075  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1076  * OST side.
1077  *
1078  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1079  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1080  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1081  * clo_enqueue time, is released.
1082  *
1083  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1084  *
1085  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1086  *
1087  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1088  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1089  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1090  *
1091  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1092  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1093  *
1094  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1095  *
1096  *     - locks are released after IO is complete.
1097  *
1098  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1099  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1100  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1101  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1102  *
1103  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1104  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1105  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1106  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1107  * sacrificing correctness. This includes:
1108  *
1109  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1110  *  atomicity;
1111  *
1112  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1113  *
1114  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1115  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1116  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1117  *
1118  * Interaction with DLM
1119  *
1120  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1121  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1122  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1123  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1124  * description of interaction with DLM.
1125  */
1126
1127 /**
1128  * Lock description.
1129  */
1130 struct cl_lock_descr {
1131         /** Object this lock is granted for. */
1132         struct cl_object *cld_obj;
1133         /** Index of the first page protected by this lock. */
1134         pgoff_t           cld_start;
1135         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1136         pgoff_t           cld_end;
1137         /** Group ID, for group lock */
1138         __u64             cld_gid;
1139         /** Lock mode. */
1140         enum cl_lock_mode cld_mode;
1141         /**
1142          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1143          * enum cl_enq_flags.
1144          */
1145         __u32             cld_enq_flags;
1146 };
1147
1148 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1149 #define PDESCR(descr)                                                   \
1150         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1151         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1152
1153 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1154
1155 /**
1156  * Layered client lock.
1157  */
1158 struct cl_lock {
1159         /** List of slices. Immutable after creation. */
1160         struct list_head      cll_layers;
1161         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1162         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1163 };
1164
1165 /**
1166  * Per-layer part of cl_lock
1167  *
1168  * \see lov_lock, osc_lock
1169  */
1170 struct cl_lock_slice {
1171         struct cl_lock                  *cls_lock;
1172         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1173          * creation. */
1174         struct cl_object                *cls_obj;
1175         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1176         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1177         struct list_head                 cls_linkage;
1178 };
1179
1180 /**
1181  *
1182  * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
1183  */
1184 struct cl_lock_operations {
1185         /** @{ */
1186         /**
1187          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1188          *
1189          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1190          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1191          *              @anchor for resources
1192          * \retval -ve  failure
1193          *
1194          * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
1195          */
1196         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1197                             const struct cl_lock_slice *slice,
1198                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1199         /**
1200          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1201          * DLM lock
1202          */
1203         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1204                            const struct cl_lock_slice *slice);
1205         /** @} */
1206         /**
1207          * Destructor. Frees resources and the slice.
1208          *
1209          * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
1210          */
1211         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1212         /**
1213          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1214          */
1215         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1216                          void *cookie, lu_printer_t p,
1217                          const struct cl_lock_slice *slice);
1218 };
1219
1220 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1221 do {                                                                    \
1222         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1223                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1224                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1225                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1226         }                                                               \
1227 } while (0)
1228
1229 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1230         if (likely(expr))                                               \
1231                 break;                                                  \
1232                                                                         \
1233         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1234         LBUG();                                                         \
1235 } while (0)
1236
1237 /** @} cl_lock */
1238
1239 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1240  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1241  *
1242  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1243  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1244  * pages:
1245  *
1246  *     - submit pages for an immediate transfer,
1247  *
1248  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1249  *
1250  *     - discard pages.
1251  *
1252  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1253  *
1254  * \todo XXX concurrency control.
1255  *
1256  * @{
1257  */
1258 struct cl_page_list {
1259         unsigned                 pl_nr;
1260         struct list_head         pl_pages;
1261 };
1262
1263 /**
1264  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1265  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1266  */
1267 struct cl_2queue {
1268         struct cl_page_list c2_qin;
1269         struct cl_page_list c2_qout;
1270 };
1271
1272 /** @} cl_page_list */
1273
1274 /** \addtogroup cl_io cl_io
1275  * @{ */
1276 /** \struct cl_io
1277  * I/O
1278  *
1279  * cl_io represents a high level I/O activity like
1280  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1281  * lock.
1282  *
1283  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1284  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1285  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1286  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1287  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1288  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1289  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1290  * by using free-lists, see cl_env_get().
1291  *
1292  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1293  * cl_io_type.
1294  *
1295  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1296  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1297  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1298  * released.
1299  *
1300  * For read/write io overall execution plan is as following:
1301  *
1302  *     (0) initialize io state through all layers;
1303  *
1304  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1305  *
1306  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1307  *
1308  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1309  *
1310  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1311  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1312  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1313  *
1314  *     (5) release locks
1315  *
1316  *     (6) repeat loop.
1317  *
1318  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1319  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1320  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1321  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1322  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1323  */
1324
1325 /** IO types */
1326 enum cl_io_type {
1327         /** read system call */
1328         CIT_READ = 1,
1329         /** write system call */
1330         CIT_WRITE,
1331         /** truncate, utime system calls */
1332         CIT_SETATTR,
1333         /** get data version */
1334         CIT_DATA_VERSION,
1335         /**
1336          * page fault handling
1337          */
1338         CIT_FAULT,
1339         /**
1340          * fsync system call handling
1341          * To write out a range of file
1342          */
1343         CIT_FSYNC,
1344         /**
1345          * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1346          */
1347         CIT_GLIMPSE,
1348         /**
1349          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1350          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1351          *
1352          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1353          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1354          *     to the server;
1355          *
1356          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1357          *     for memory cleansing;
1358          *
1359          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1360          *
1361          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1362          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1363          * cl_io_loop() is never called for it.
1364          */
1365         CIT_MISC,
1366         /**
1367          * ladvise handling
1368          * To give advice about access of a file
1369          */
1370         CIT_LADVISE,
1371         /**
1372          * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
1373          * across all file objects
1374          */
1375         CIT_LSEEK,
1376         CIT_OP_NR
1377 };
1378
1379 /**
1380  * States of cl_io state machine
1381  */
1382 enum cl_io_state {
1383         /** Not initialized. */
1384         CIS_ZERO,
1385         /** Initialized. */
1386         CIS_INIT,
1387         /** IO iteration started. */
1388         CIS_IT_STARTED,
1389         /** Locks taken. */
1390         CIS_LOCKED,
1391         /** Actual IO is in progress. */
1392         CIS_IO_GOING,
1393         /** IO for the current iteration finished. */
1394         CIS_IO_FINISHED,
1395         /** Locks released. */
1396         CIS_UNLOCKED,
1397         /** Iteration completed. */
1398         CIS_IT_ENDED,
1399         /** cl_io finalized. */
1400         CIS_FINI
1401 };
1402
1403 /**
1404  * IO state private for a layer.
1405  *
1406  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1407  * dynamically.
1408  *
1409  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1410  */
1411 struct cl_io_slice {
1412         struct cl_io                    *cis_io;
1413         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1414         struct cl_object                *cis_obj;
1415         /** io operations. Immutable after creation. */
1416         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1417         /**
1418          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1419          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1420          */
1421         struct list_head                cis_linkage;
1422 };
1423
1424 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1425                               struct pagevec *);
1426
1427 struct cl_read_ahead {
1428         /* Maximum page index the readahead window will end.
1429          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1430          * cra_end is included. */
1431         pgoff_t         cra_end_idx;
1432         /* optimal RPC size for this read, by pages */
1433         unsigned long   cra_rpc_pages;
1434         /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
1435          * function should be called to release it. */
1436         void            (*cra_release)(const struct lu_env *env,
1437                                        struct cl_read_ahead *ra);
1438
1439         /* Callback data for cra_release routine */
1440         void            *cra_dlmlock;
1441         void            *cra_oio;
1442
1443         /* whether lock is in contention */
1444         bool            cra_contention;
1445 };
1446
1447 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1448                                          struct cl_read_ahead *ra)
1449 {
1450         if (ra->cra_release != NULL)
1451                 ra->cra_release(env, ra);
1452         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1453 }
1454
1455
1456 /**
1457  * Per-layer io operations.
1458  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1459  */
1460 struct cl_io_operations {
1461         /**
1462          * Vector of io state transition methods for every io type.
1463          *
1464          * \see cl_page_operations::io
1465          */
1466         struct {
1467                 /**
1468                  * Prepare io iteration at a given layer.
1469                  *
1470                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1471                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1472                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1473                  *
1474                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1475                  */
1476                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1477                                       const struct cl_io_slice *slice);
1478                 /**
1479                  * Finalize io iteration.
1480                  *
1481                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1482                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1483                  * continued.
1484                  *
1485                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1486                  */
1487                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1488                                        const struct cl_io_slice *slice);
1489                 /**
1490                  * Collect locks for the current iteration of io.
1491                  *
1492                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1493                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1494                  * anything, instead it should post a lock through
1495                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1496                  * sorted and enqueued in the proper order.
1497                  */
1498                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1499                                   const struct cl_io_slice *slice);
1500                 /**
1501                  * Finalize unlocking.
1502                  *
1503                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1504                  * functionality, after generic code released all locks
1505                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1506                  */
1507                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1508                                     const struct cl_io_slice *slice);
1509                 /**
1510                  * Start io iteration.
1511                  *
1512                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1513                  * commence actual IO. In the current implementation,
1514                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1515                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1516                  * are called when everything is done.
1517                  */
1518                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1519                                   const struct cl_io_slice *slice);
1520                 /**
1521                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1522                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1523                  */
1524                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1525                                   const struct cl_io_slice *slice);
1526                 /**
1527                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1528                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1529                  */
1530                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1531                                     const struct cl_io_slice *slice,
1532                                     size_t nob);
1533                 /**
1534                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1535                  */
1536                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1537                                   const struct cl_io_slice *slice);
1538         } op[CIT_OP_NR];
1539
1540         /**
1541          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1542          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1543          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1544          * submission failed after some pages were moved into \a
1545          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1546          * executed on them.
1547          */
1548         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1549                         const struct cl_io_slice *slice,
1550                         enum cl_req_type crt,
1551                         struct cl_2queue *queue);
1552         /**
1553          * Queue async page for write.
1554          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1555          * cio_submit is for urgent request.
1556          */
1557         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1558                         const struct cl_io_slice *slice,
1559                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1560                         cl_commit_cbt cb);
1561         /**
1562          * Release active extent.
1563          */
1564         void  (*cio_extent_release)(const struct lu_env *env,
1565                                     const struct cl_io_slice *slice);
1566         /**
1567          * Decide maximum read ahead extent
1568          *
1569          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1570          */
1571         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1572                               const struct cl_io_slice *slice,
1573                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1574         /**
1575          *
1576          * Reserve LRU slots before IO.
1577          */
1578         int (*cio_lru_reserve) (const struct lu_env *env,
1579                                 const struct cl_io_slice *slice,
1580                                 loff_t pos, size_t bytes);
1581         /**
1582          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1583          */
1584         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1585                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1586 };
1587
1588 /**
1589  * Flags to lock enqueue procedure.
1590  * \ingroup cl_lock
1591  */
1592 enum cl_enq_flags {
1593         /**
1594          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1595          * -EAGAIN is returned immediately.
1596          */
1597         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1598         /**
1599          * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
1600          * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
1601          *
1602          * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
1603          * as automatically compatible with other osc locks.
1604          * (see osc_lock_compatible)
1605          */
1606         CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
1607         /**
1608          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1609          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1610          * protected by this lock, without sending them to the server.
1611          */
1612         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1613         /**
1614          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1615          * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
1616          * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
1617          * mode.
1618          *
1619          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
1620          */
1621         CEF_MUST         = 0x00000008,
1622         /**
1623          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1624          * not used currently.
1625          *
1626          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1627          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1628          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1629          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1630          * that are described by the enqueue flags.
1631          */
1632         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1633         /**
1634          * tell the dlm layer this is a speculative lock request
1635          * speculative lock requests are locks which are not requested as part
1636          * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
1637          * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
1638          * ptlrpc layer.
1639          *
1640          * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
1641          * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
1642          */
1643         CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
1644         /**
1645          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1646          */
1647         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1648         /**
1649          * Lock match only. Used by group lock in I/O as group lock
1650          * is known to exist.
1651          */
1652         CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
1653         /**
1654          * tell the DLM layer to lock only the requested range
1655          */
1656         CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
1657         /**
1658          * mask of enq_flags.
1659          */
1660         CEF_MASK         = 0x000001ff,
1661 };
1662
1663 /**
1664  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1665  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1666  */
1667 struct cl_io_lock_link {
1668         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1669         struct list_head        cill_linkage;
1670         struct cl_lock          cill_lock;
1671         /** optional destructor */
1672         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1673                                              struct cl_io_lock_link *link);
1674 };
1675 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1676
1677 /**
1678  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1679  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1680  * possible, because
1681  *
1682  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1683  *        "cascading timeouts";
1684  *
1685  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1686  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1687  *
1688  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1689  *
1690  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1691  *
1692  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1693  *
1694  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1695  *
1696  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1697  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1698  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1699  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1700  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1701  *
1702  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1703  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1704  * enqueued.
1705  */
1706 struct cl_lockset {
1707         /** locks to be acquired. */
1708         struct list_head  cls_todo;
1709         /** locks acquired. */
1710         struct list_head  cls_done;
1711 };
1712
1713 /**
1714  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1715  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1716  */
1717 enum cl_io_lock_dmd {
1718         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1719         CILR_MANDATORY = 0,
1720         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1721         CILR_MAYBE,
1722         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1723         CILR_NEVER
1724 };
1725
1726 enum cl_fsync_mode {
1727         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1728         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1729         /** start writeback and wait for them to finish */
1730         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1731         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1732         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1733         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1734          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1735         CL_FSYNC_ALL   = 3
1736 };
1737
1738 struct cl_io_rw_common {
1739         loff_t  crw_pos;
1740         size_t  crw_count;
1741         int     crw_nonblock;
1742 };
1743 enum cl_setattr_subtype {
1744         /** regular setattr **/
1745         CL_SETATTR_REG = 1,
1746         /** truncate(2) **/
1747         CL_SETATTR_TRUNC,
1748         /** fallocate(2) - mode preallocate **/
1749         CL_SETATTR_FALLOCATE
1750 };
1751
1752 struct cl_io_range {
1753         loff_t cir_pos;
1754         size_t cir_count;
1755 };
1756
1757 struct cl_io_pt {
1758         struct cl_io_pt *cip_next;
1759         struct kiocb cip_iocb;
1760         struct iov_iter cip_iter;
1761         struct file *cip_file;
1762         enum cl_io_type cip_iot;
1763         unsigned int cip_need_restart:1;
1764         loff_t cip_pos;
1765         size_t cip_count;
1766         ssize_t cip_result;
1767 };
1768
1769 /**
1770  * State for io.
1771  *
1772  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1773  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1774  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1775  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1776  * mutable cl_io fields.
1777  */
1778 struct cl_io {
1779         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1780         enum cl_io_type                ci_type;
1781         /** current state of cl_io state machine. */
1782         enum cl_io_state               ci_state;
1783         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1784         struct cl_object              *ci_obj;
1785         /** top level dio_aio */
1786         struct cl_dio_aio             *ci_dio_aio;
1787         /**
1788          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1789          * creation.
1790          */
1791         struct cl_io                  *ci_parent;
1792         /** List of slices. Immutable after creation. */
1793         struct list_head                ci_layers;
1794         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1795         struct cl_lockset              ci_lockset;
1796         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1797         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1798         /** layout version when this IO occurs */
1799         __u32                           ci_layout_version;
1800         union {
1801                 struct cl_rd_io {
1802                         struct cl_io_rw_common rd;
1803                 } ci_rd;
1804                 struct cl_wr_io {
1805                         struct cl_io_rw_common wr;
1806                         int                    wr_append;
1807                         int                    wr_sync;
1808                 } ci_wr;
1809                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1810                 struct cl_setattr_io {
1811                         struct ost_lvb           sa_attr;
1812                         unsigned int             sa_attr_flags;
1813                         unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
1814                         unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
1815                         int                      sa_stripe_index;
1816                         struct ost_layout        sa_layout;
1817                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1818                         /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
1819                         /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
1820                         enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
1821                         /* The following are used for fallocate(2) */
1822                         int                      sa_falloc_mode;
1823                         loff_t                   sa_falloc_offset;
1824                         loff_t                   sa_falloc_end;
1825                         uid_t                    sa_falloc_uid;
1826                         gid_t                    sa_falloc_gid;
1827                         __u32                    sa_falloc_projid;
1828                 } ci_setattr;
1829                 struct cl_data_version_io {
1830                         u64 dv_data_version;
1831                         u32 dv_layout_version;
1832                         int dv_flags;
1833                 } ci_data_version;
1834                 struct cl_fault_io {
1835                         /** page index within file. */
1836                         pgoff_t         ft_index;
1837                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1838                         size_t          ft_nob;
1839                         /** writable page? for nopage() only */
1840                         int             ft_writable;
1841                         /** page of an executable? */
1842                         int             ft_executable;
1843                         /** page_mkwrite() */
1844                         int             ft_mkwrite;
1845                         /** resulting page */
1846                         struct cl_page *ft_page;
1847                 } ci_fault;
1848                 struct cl_fsync_io {
1849                         loff_t             fi_start;
1850                         loff_t             fi_end;
1851                         /** file system level fid */
1852                         struct lu_fid     *fi_fid;
1853                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1854                         /* how many pages were written/discarded */
1855                         unsigned int       fi_nr_written;
1856                 } ci_fsync;
1857                 struct cl_ladvise_io {
1858                         __u64                    li_start;
1859                         __u64                    li_end;
1860                         /** file system level fid */
1861                         struct lu_fid           *li_fid;
1862                         enum lu_ladvise_type     li_advice;
1863                         __u64                    li_flags;
1864                 } ci_ladvise;
1865                 struct cl_lseek_io {
1866                         loff_t                   ls_start;
1867                         loff_t                   ls_result;
1868                         int                      ls_whence;
1869                 } ci_lseek;
1870                 struct cl_misc_io {
1871                         time64_t                 lm_next_rpc_time;
1872                 } ci_misc;
1873         } u;
1874         struct cl_2queue     ci_queue;
1875         size_t               ci_nob;
1876         int                  ci_result;
1877         unsigned int         ci_continue:1,
1878         /**
1879          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1880          * don't do lockless i/o.
1881          */
1882                              ci_no_srvlock:1,
1883         /**
1884          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1885          */
1886                              ci_need_restart:1,
1887         /**
1888          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1889          * change(page operations, layout change causes all page to be
1890          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1891          */
1892                              ci_ignore_layout:1,
1893         /**
1894          * Need MDS intervention to complete a write.
1895          * Write intent is required for the following cases:
1896          * 1. component being written is not initialized, or
1897          * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
1898          */
1899                              ci_need_write_intent:1,
1900         /**
1901          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1902          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1903          * verify layout because HSM won't release openning files.
1904          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1905          * and setattr.
1906          */
1907                              ci_verify_layout:1,
1908         /**
1909          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1910          */
1911                              ci_restore_needed:1,
1912         /**
1913          * O_NOATIME
1914          */
1915                              ci_noatime:1,
1916         /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
1917                              ci_lock_no_expand:1,
1918         /**
1919          * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
1920          *
1921          * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
1922          * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
1923          * that the upper layer can try to access the next mirror.
1924          */
1925                              ci_ndelay:1,
1926         /**
1927          * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
1928          */
1929                              ci_async_readahead:1,
1930         /**
1931          * Ignore lockless and do normal locking for this io.
1932          */
1933                              ci_dio_lock:1,
1934         /**
1935          * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
1936          * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
1937          * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
1938          */
1939                              ci_tried_all_mirrors:1,
1940         /**
1941          * Random read hints, readahead will be disabled.
1942          */
1943                              ci_rand_read:1,
1944         /**
1945          * Sequential read hints.
1946          */
1947                              ci_seq_read:1,
1948         /**
1949          * Do parallel (async) submission of DIO RPCs.  Note DIO is still sync
1950          * to userspace, only the RPCs are submitted async, then waited for at
1951          * the llite layer before returning.
1952          */
1953                              ci_parallel_dio:1;
1954         /**
1955          * Bypass quota check
1956          */
1957         unsigned             ci_noquota:1,
1958         /**
1959          * io_uring direct IO with flags IOCB_NOWAIT.
1960          */
1961                              ci_iocb_nowait:1;
1962         /**
1963          * How many times the read has retried before this one.
1964          * Set by the top level and consumed by the LOV.
1965          */
1966         unsigned             ci_ndelay_tried;
1967         /**
1968          * Designated mirror index for this I/O.
1969          */
1970         unsigned             ci_designated_mirror;
1971         /**
1972          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1973          */
1974         unsigned             ci_owned_nr;
1975         /**
1976          * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
1977          */
1978         struct lu_extent        ci_write_intent;
1979 };
1980
1981 /** @} cl_io */
1982
1983 /**
1984  * Per-transfer attributes.
1985  */
1986 struct cl_req_attr {
1987         enum cl_req_type cra_type;
1988         u64              cra_flags;
1989         struct cl_page  *cra_page;
1990         /** Generic attributes for the server consumption. */
1991         struct obdo     *cra_oa;
1992         /** Jobid */
1993         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1994 };
1995
1996 enum cache_stats_item {
1997         /** how many cache lookups were performed */
1998         CS_lookup = 0,
1999         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2000         CS_hit,
2001         /** how many entities are in the cache right now */
2002         CS_total,
2003         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2004          * evicted) right now */
2005         CS_busy,
2006         /** how many entities were created at all */
2007         CS_create,
2008         CS_NR
2009 };
2010
2011 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2012
2013 /**
2014  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2015  */
2016 struct cache_stats {
2017         const char      *cs_name;
2018         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2019 };
2020
2021 /** These are not exported so far */
2022 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2023
2024 /**
2025  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2026  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2027  * clients to co-exist in the single address space.
2028  */
2029 struct cl_site {
2030         struct lu_site          cs_lu;
2031         /**
2032          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2033          * per-cpu counters is needed.
2034          *
2035          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2036          *
2037          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2038          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2039          */
2040         struct cache_stats      cs_pages;
2041         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2042 };
2043
2044 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2045 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2046 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2047
2048 /**
2049  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2050  * ll_rd_*()-style functions.
2051  */
2052 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2053
2054 /**
2055  * \name helpers
2056  *
2057  * Type conversion and accessory functions.
2058  */
2059 /** @{ */
2060
2061 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2062 {
2063         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2064 }
2065
2066 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2067 {
2068         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2069         return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2070 }
2071
2072 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2073 {
2074         return &d->cd_lu_dev;
2075 }
2076
2077 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2078 {
2079         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2080         return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
2081 }
2082
2083 static inline const struct cl_object_conf *
2084 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2085 {
2086         return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2087 }
2088
2089 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2090 {
2091         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2092 }
2093
2094 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2095 {
2096         return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2097 }
2098
2099 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2100 {
2101         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2102 }
2103
2104 static inline
2105 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2106 {
2107         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2108 }
2109
2110 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2111 {
2112         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2113 }
2114
2115 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2116 {
2117         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2118 }
2119
2120 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2121                        struct cl_object *obj,
2122                        const struct cl_page_operations *ops);
2123 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2124                        struct cl_object *obj,
2125                        const struct cl_lock_operations *ops);
2126 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2127                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2128 /** @} helpers */
2129
2130 /** \defgroup cl_object cl_object
2131  * @{ */
2132 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2133 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2134                                  const struct lu_fid *fid,
2135                                  const struct cl_object_conf *c);
2136
2137 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2138 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2139 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2140 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2141 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2142 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2143 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2144                         struct cl_attr *attr);
2145 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2146                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2147 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2148                            struct ost_lvb *lvb);
2149 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2150                            const struct cl_object_conf *conf);
2151 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2152 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2153 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2154                         struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
2155 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2156                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2157                      size_t *buflen);
2158 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2159                          struct cl_layout *cl);
2160 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2161 int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2162                     struct ldlm_lock *lock);
2163
2164
2165 /**
2166  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2167  */
2168 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2169 {
2170         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2171 }
2172
2173 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2174 {
2175         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2176         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2177         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2178 }
2179
2180 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2181                                          struct cl_page *page)
2182 {
2183         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2184 }
2185
2186 /**
2187  * Return refcount of cl_object.
2188  */
2189 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2190 {
2191         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2192         return atomic_read(&header->loh_ref);
2193 }
2194
2195 /** @} cl_object */
2196
2197 /** \defgroup cl_page cl_page
2198  * @{ */
2199 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2200                                      struct cl_object *obj,
2201                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2202                                      enum cl_page_type type);
2203 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2204                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2205                                      struct page *vmpage,
2206                                      enum cl_page_type type);
2207 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2208 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2209                                      struct cl_page *page);
2210 void            cl_pagevec_put      (const struct lu_env *env,
2211                                      struct cl_page *page,
2212                                      struct pagevec *pvec);
2213 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2214                                      lu_printer_t printer,
2215                                      const struct cl_page *pg);
2216 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2217                                      lu_printer_t printer,
2218                                      const struct cl_page *pg);
2219 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2220 struct cl_page *cl_page_top         (struct cl_page *page);
2221
2222 const struct cl_page_slice *cl_page_at(const struct cl_page *page,
2223                                        const struct lu_device_type *dtype);
2224
2225 /**
2226  * \name ownership
2227  *
2228  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2229  */
2230 /** @{ */
2231
2232 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2233                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2234 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2235                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2236 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2237                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2238 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2239                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2240 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2241                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2242 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2243
2244 /** @} ownership */
2245
2246 /**
2247  * \name transfer
2248  *
2249  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2250  * tracking transfer state.
2251  */
2252 /** @{ */
2253 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2254                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2255 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2256                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2257 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2258                          enum cl_req_type crt);
2259 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2260                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2261 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2262                          int from, int to);
2263 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2264                          struct cl_page *pg);
2265
2266 /** @} transfer */
2267
2268
2269 /**
2270  * \name helper routines
2271  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2272  */
2273 /** @{ */
2274 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2275                         struct cl_page *pg);
2276 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2277 void    cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
2278                       size_t to);
2279 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2280 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2281 size_t  cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2282
2283 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2284                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2285 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2286                          lu_printer_t printer,
2287                          const struct cl_lock_descr *descr);
2288 /* @} helper */
2289
2290 /**
2291  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2292  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2293  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2294  * layer for recovery purposes.
2295  */
2296 struct cl_client_cache {
2297         /**
2298          * # of client cache refcount
2299          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2300          */
2301         atomic_t                ccc_users;
2302         /**
2303          * # of threads are doing shrinking
2304          */
2305         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2306         /**
2307          * # of LRU entries available
2308          */
2309         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2310         /**
2311          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2312          */
2313         struct list_head        ccc_lru;
2314         /**
2315          * Max # of LRU entries
2316          */
2317         unsigned long           ccc_lru_max;
2318         /**
2319          * Lock to protect ccc_lru list
2320          */
2321         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2322         /**
2323          * Set if unstable check is enabled
2324          */
2325         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2326         /**
2327          * # of unstable pages for this mount point
2328          */
2329         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2330         /**
2331          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2332          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2333          */
2334         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2335         /**
2336          * Serialize max_cache_mb write operation
2337          */
2338         struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
2339 };
2340 /**
2341  * cl_cache functions
2342  */
2343 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2344 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2345 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2346
2347 /** @} cl_page */
2348
2349 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2350  * @{ */
2351 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2352                     struct cl_lock *lock);
2353 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2354                  const struct cl_io *io);
2355 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2356 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2357                                        const struct lu_device_type *dtype);
2358 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2359
2360 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2361                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2362 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2363
2364 /** @} cl_lock */
2365
2366 /** \defgroup cl_io cl_io
2367  * @{ */
2368
2369 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2370                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2371 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2372                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2373 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2374                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2375 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2376
2377 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2378 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2379 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2380 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2381 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2382 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2383 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2384 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2385                           struct cl_io_lock_link *link);
2386 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2387                            struct cl_lock_descr *descr);
2388 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2389                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2390 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2391                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2392                           long timeout);
2393 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2394                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2395                           cl_commit_cbt cb);
2396 void  cl_io_extent_release (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2397 int cl_io_lru_reserve(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2398                       loff_t pos, size_t bytes);
2399 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2400                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2401 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2402                           size_t nob);
2403
2404 /**
2405  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2406  */
2407 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2408 {
2409         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2410 }
2411
2412 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2413 {
2414         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2415 }
2416
2417 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2418 {
2419         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2420 }
2421
2422 /**
2423  * True, iff \a io is a truncate(2).
2424  */
2425 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2426 {
2427         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2428                 (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
2429                 (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
2430 }
2431
2432 static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
2433 {
2434         return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
2435                (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
2436 }
2437
2438 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2439
2440 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2441                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2442
2443 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2444 do {                                                                    \
2445         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2446                                                                         \
2447         memset(&__foo_io->base, 0,                                      \
2448                sizeof(*__foo_io) - offsetof(typeof(*__foo_io), base));  \
2449 } while (0)
2450
2451 /** @} cl_io */
2452
2453 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2454  * @{ */
2455
2456 /**
2457  * Last page in the page list.
2458  */
2459 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2460 {
2461         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2462         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2463 }
2464
2465 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2466 {
2467         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2468         return list_first_entry(&plist->pl_pages, struct cl_page, cp_batch);
2469 }
2470
2471 /**
2472  * Iterate over pages in a page list.
2473  */
2474 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2475         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2476
2477 /**
2478  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2479  */
2480 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2481         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2482
2483 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
2484 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page,
2485                       bool get_ref);
2486 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2487                        struct cl_page *page);
2488 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2489                             struct cl_page *page);
2490 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list,
2491                          struct cl_page_list *head);
2492 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env,
2493                       struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2494 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
2495                          struct cl_page_list *plist);
2496 void cl_page_list_assume(const struct lu_env *env,
2497                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2498 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2499                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2500 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2501
2502 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
2503 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2504 void cl_2queue_assume(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2505                       struct cl_2queue *queue);
2506 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2507                        struct cl_2queue *queue);
2508 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2509 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2510
2511 /** @} cl_page_list */
2512
2513 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2514                      struct cl_req_attr *attr);
2515
2516 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2517  * @{ */
2518
2519 struct cl_sync_io;
2520 struct cl_dio_aio;
2521 struct cl_sub_dio;
2522
2523 typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
2524
2525 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr, void *dio_aio,
2526                             cl_sync_io_end_t *end);
2527
2528 int cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2529                     long timeout);
2530 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2531                      int ioret);
2532 int cl_sync_io_wait_recycle(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2533                             long timeout, int ioret);
2534 struct cl_dio_aio *cl_dio_aio_alloc(struct kiocb *iocb, struct cl_object *obj,
2535                                     bool is_aio);
2536 struct cl_sub_dio *cl_sub_dio_alloc(struct cl_dio_aio *ll_aio, bool sync);
2537 void cl_dio_aio_free(const struct lu_env *env, struct cl_dio_aio *aio);
2538 void cl_sub_dio_free(struct cl_sub_dio *sdio);
2539 static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
2540 {
2541         cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
2542 }
2543
2544 /**
2545  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2546  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2547  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2548  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2549  */
2550 struct cl_sync_io {
2551         /** number of pages yet to be transferred. */
2552         atomic_t                csi_sync_nr;
2553         /** error code. */
2554         int                     csi_sync_rc;
2555         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2556         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2557         /** callback to invoke when this IO is finished */
2558         cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
2559         /* private pointer for an associated DIO/AIO */
2560         void                   *csi_dio_aio;
2561 };
2562
2563 /** direct IO pages */
2564 struct ll_dio_pages {
2565         /*
2566          * page array to be written. we don't support
2567          * partial pages except the last one.
2568          */
2569         struct page             **ldp_pages;
2570         /** # of pages in the array. */
2571         size_t                  ldp_count;
2572         /* the file offset of the first page. */
2573         loff_t                  ldp_file_offset;
2574 };
2575
2576 /* Top level struct used for AIO and DIO */
2577 struct cl_dio_aio {
2578         struct cl_sync_io       cda_sync;
2579         struct cl_object        *cda_obj;
2580         struct kiocb            *cda_iocb;
2581         ssize_t                 cda_bytes;
2582         unsigned                cda_no_aio_complete:1,
2583                                 cda_creator_free:1;
2584 };
2585
2586 /* Sub-dio used for splitting DIO (and AIO, because AIO is DIO) according to
2587  * the layout/striping, so we can do parallel submit of DIO RPCs
2588  */
2589 struct cl_sub_dio {
2590         struct cl_sync_io       csd_sync;
2591         struct cl_page_list     csd_pages;
2592         ssize_t                 csd_bytes;
2593         struct cl_dio_aio       *csd_ll_aio;
2594         struct ll_dio_pages     csd_dio_pages;
2595         unsigned                csd_creator_free:1;
2596 };
2597 #if defined(HAVE_DIRECTIO_ITER) || defined(HAVE_IOV_ITER_RW) || \
2598         defined(HAVE_DIRECTIO_2ARGS)
2599 #define HAVE_DIO_ITER 1
2600 #endif
2601
2602 void ll_release_user_pages(struct page **pages, int npages);
2603
2604 /** @} cl_sync_io */
2605
2606 /** \defgroup cl_env cl_env
2607  *
2608  * lu_env handling for a client.
2609  *
2610  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2611  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2612  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2613  * where
2614  *
2615  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2616  *
2617  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2618  *
2619  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2620  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2621  * into VFS or MM that call back into lustre.
2622  *
2623  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2624  * optimizations:
2625  *
2626  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2627  *     longer used environments instead of destroying them;
2628  *
2629  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2630  * @{ */
2631
2632 struct lu_env *cl_env_get(__u16 *refcheck);
2633 struct lu_env *cl_env_alloc(__u16 *refcheck, __u32 tags);
2634 void cl_env_put(struct lu_env *env, __u16 *refcheck);
2635 unsigned cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2636 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2637 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2638
2639 /** @} cl_env */
2640
2641 /*
2642  * Misc
2643  */
2644 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2645 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2646
2647 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2648                                 struct lu_device_type *ldt,
2649                                 struct lu_device *next);
2650 /** @} clio */
2651
2652 int cl_global_init(void);
2653 void cl_global_fini(void);
2654
2655 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */