Whamcloud - gitweb
LU-5814 lov: add cl_object_layout_get()
[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.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
19  *
20  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
21  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
22  * have any questions.
23  *
24  * GPL HEADER END
25  */
26 /*
27  * Copyright (c) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
28  * Use is subject to license terms.
29  *
30  * Copyright (c) 2011, 2014, Intel Corporation.
31  */
32 /*
33  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
34  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
35  */
36 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
37 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
38
39 /** \defgroup clio clio
40  *
41  * Client objects implement io operations and cache pages.
42  *
43  * Examples: lov and osc are implementations of cl interface.
44  *
45  * Big Theory Statement.
46  *
47  * Layered objects.
48  *
49  * Client implementation is based on the following data-types:
50  *
51  *   - cl_object
52  *
53  *   - cl_page
54  *
55  *   - cl_lock     represents an extent lock on an object.
56  *
57  *   - cl_io       represents high-level i/o activity such as whole read/write
58  *                 system call, or write-out of pages from under the lock being
59  *                 canceled. cl_io has sub-ios that can be stopped and resumed
60  *                 independently, thus achieving high degree of transfer
61  *                 parallelism. Single cl_io can be advanced forward by
62  *                 the multiple threads (although in the most usual case of
63  *                 read/write system call it is associated with the single user
64  *                 thread, that issued the system call).
65  *
66  *   - cl_req      represents a collection of pages for a transfer. cl_req is
67  *                 constructed by req-forming engine that tries to saturate
68  *                 transport with large and continuous transfers.
69  *
70  * Terminology
71  *
72  *     - to avoid confusion high-level I/O operation like read or write system
73  *     call is referred to as "an io", whereas low-level I/O operation, like
74  *     RPC, is referred to as "a transfer"
75  *
76  *     - "generic code" means generic (not file system specific) code in the
77  *     hosting environment. "cl-code" means code (mostly in cl_*.c files) that
78  *     is not layer specific.
79  *
80  * Locking.
81  *
82  *  - i_mutex
83  *      - PG_locked
84  *          - cl_object_header::coh_page_guard
85  *          - lu_site::ls_guard
86  *
87  * See the top comment in cl_object.c for the description of overall locking and
88  * reference-counting design.
89  *
90  * See comments below for the description of i/o, page, and dlm-locking
91  * design.
92  *
93  * @{
94  */
95
96 /*
97  * super-class definitions.
98  */
99 #include <libcfs/libcfs.h>
100 #include <lu_object.h>
101 #include <linux/atomic.h>
102 #include <linux/mutex.h>
103 #include <linux/radix-tree.h>
104 #include <linux/spinlock.h>
105 #include <linux/wait.h>
106 #include <lustre_dlm.h>
107
108 struct obd_info;
109 struct inode;
110
111 struct cl_device;
112 struct cl_device_operations;
113
114 struct cl_object;
115 struct cl_object_page_operations;
116 struct cl_object_lock_operations;
117
118 struct cl_page;
119 struct cl_page_slice;
120 struct cl_lock;
121 struct cl_lock_slice;
122
123 struct cl_lock_operations;
124 struct cl_page_operations;
125
126 struct cl_io;
127 struct cl_io_slice;
128
129 struct cl_req;
130 struct cl_req_slice;
131
132 /**
133  * Operations for each data device in the client stack.
134  *
135  * \see vvp_cl_ops, lov_cl_ops, lovsub_cl_ops, osc_cl_ops
136  */
137 struct cl_device_operations {
138         /**
139          * Initialize cl_req. This method is called top-to-bottom on all
140          * devices in the stack to get them a chance to allocate layer-private
141          * data, and to attach them to the cl_req by calling
142          * cl_req_slice_add().
143          *
144          * \see osc_req_init(), lov_req_init(), lovsub_req_init()
145          * \see vvp_req_init()
146          */
147         int (*cdo_req_init)(const struct lu_env *env, struct cl_device *dev,
148                             struct cl_req *req);
149 };
150
151 /**
152  * Device in the client stack.
153  *
154  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
155  */
156 struct cl_device {
157         /** Super-class. */
158         struct lu_device                   cd_lu_dev;
159         /** Per-layer operation vector. */
160         const struct cl_device_operations *cd_ops;
161 };
162
163 /** \addtogroup cl_object cl_object
164  * @{ */
165 /**
166  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
167  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
168  * from sub-objects' ones.
169  */
170 struct cl_attr {
171         /** Object size, in bytes */
172         loff_t cat_size;
173         /**
174          * Known minimal size, in bytes.
175          *
176          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
177          */
178         loff_t cat_kms;
179         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
180         time_t cat_mtime;
181         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
182         time_t cat_atime;
183         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
184         time_t cat_ctime;
185         /**
186          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
187          *
188          * \todo XXX An interface for block size is needed.
189          */
190         __u64  cat_blocks;
191         /**
192          * User identifier for quota purposes.
193          */
194         uid_t  cat_uid;
195         /**
196          * Group identifier for quota purposes.
197          */
198         gid_t  cat_gid;
199
200         /* nlink of the directory */
201         __u64  cat_nlink;
202 };
203
204 /**
205  * Fields in cl_attr that are being set.
206  */
207 enum cl_attr_valid {
208         CAT_SIZE   = 1 << 0,
209         CAT_KMS    = 1 << 1,
210         CAT_MTIME  = 1 << 3,
211         CAT_ATIME  = 1 << 4,
212         CAT_CTIME  = 1 << 5,
213         CAT_BLOCKS = 1 << 6,
214         CAT_UID    = 1 << 7,
215         CAT_GID    = 1 << 8
216 };
217
218 /**
219  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
220  * stacks.
221  *
222  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
223  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
224  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
225  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
226  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
227  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
228  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
229  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
230  *    table.
231  *
232  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
233  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
234  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
235  *    layers:
236  *
237  *        - vvp
238  *        - lov
239  *
240  *    whereas its sub-objects are composed of
241  *
242  *        - lovsub
243  *        - osc
244  *
245  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
246  *    track of the object-subobject relationship.
247  *
248  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
249  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
250  *    destroyed too.
251  *
252  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
253  */
254 struct cl_object {
255         /** super class */
256         struct lu_object                   co_lu;
257         /** per-object-layer operations */
258         const struct cl_object_operations *co_ops;
259         /** offset of page slice in cl_page buffer */
260         int                                co_slice_off;
261 };
262
263 /**
264  * Description of the client object configuration. This is used for the
265  * creation of a new client object that is identified by a more state than
266  * fid.
267  */
268 struct cl_object_conf {
269         /** Super-class. */
270         struct lu_object_conf     coc_lu;
271         union {
272                 /**
273                  * Object layout. This is consumed by lov.
274                  */
275                 struct lustre_md *coc_md;
276                 /**
277                  * Description of particular stripe location in the
278                  * cluster. This is consumed by osc.
279                  */
280                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
281         } u;
282         /**
283          * VFS inode. This is consumed by vvp.
284          */
285         struct inode             *coc_inode;
286         /**
287          * Layout lock handle.
288          */
289         struct ldlm_lock         *coc_lock;
290         /**
291          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
292          */
293         int                       coc_opc;
294 };
295
296 enum {
297         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
298          * holding layout lock. */
299         OBJECT_CONF_SET = 0,
300         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
301          * layout lock. */
302         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
303         /** wait for old layout to go away so that new layout can be
304          * set up. */
305         OBJECT_CONF_WAIT = 2
306 };
307
308 enum {
309         CL_LAYOUT_GEN_NONE      = (u32)-2,      /* layout lock was cancelled */
310         CL_LAYOUT_GEN_EMPTY     = (u32)-1,      /* for empty layout */
311 };
312
313 struct cl_layout {
314         /** the buffer to return the layout in lov_mds_md format. */
315         struct lu_buf   cl_buf;
316         /** size of layout in lov_mds_md format. */
317         size_t          cl_size;
318         /** Layout generation. */
319         u32             cl_layout_gen;
320         /** True if this is a released file.
321          * Temporarily added for released file truncate in ll_setattr_raw().
322          * It will be removed later. -Jinshan */
323         bool            cl_is_released;
324 };
325
326 /**
327  * Operations implemented for each cl object layer.
328  *
329  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
330  */
331 struct cl_object_operations {
332         /**
333          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
334          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
335          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
336          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
337          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
338          * sense). Optional.
339          *
340          * \retval NULL success.
341          *
342          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
343          *
344          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
345          *         to be used instead of newly created.
346          */
347         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
348                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
349         /**
350          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
351          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
352          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
353          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
354          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
355          */
356         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
357                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
358                               const struct cl_io *io);
359         /**
360          * Initialize io state for a given layer.
361          *
362          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
363          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
364          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
365          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
366          * participating in this io share the same session.
367          */
368         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
369                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
370         /**
371          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
372          * called top-to-bottom through all object layers.
373          *
374          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
375          *
376          * \return   0: to continue
377          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
378          *              from enclosing cl_object_attr_get())
379          * \return -ve: to signal error
380          */
381         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
382                             struct cl_attr *attr);
383         /**
384          * Update attributes.
385          *
386          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
387          * indicating what attributes are to be set.
388          *
389          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
390          *
391          * \return the same convention as for
392          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
393          */
394         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
395                                const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
396         /**
397          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
398          * configuration.
399          *
400          * XXX error conditions and handling.
401          */
402         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
403                             const struct cl_object_conf *conf);
404         /**
405          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
406          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
407          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
408          *
409          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
410          * \see osc_object_glimpse()
411          */
412         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
413                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
414         /**
415          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
416          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
417          * mainly pages and locks.
418          */
419         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
420         /**
421          * Object getstripe method.
422          */
423         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
424                              struct lov_user_md __user *lum);
425         /**
426          * Find whether there is any callback data (ldlm lock) attached upon
427          * the object.
428          */
429         int (*coo_find_cbdata)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
430                                ldlm_iterator_t iter, void *data);
431         /**
432          * Get FIEMAP mapping from the object.
433          */
434         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
435                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
436                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
437         /**
438          * Get attributes of the object from server. (top->bottom)
439          */
440         int (*coo_obd_info_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
441                                 struct obd_info *oinfo,
442                                 struct ptlrpc_request_set *set);
443         /**
444          * Get data version of the object. (top->bottom)
445          */
446         int (*coo_data_version)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
447                                 __u64 *version, int flags);
448         /**
449          * Get layout and generation of the object.
450          */
451         int (*coo_layout_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
452                               struct cl_layout *layout);
453 };
454
455 /**
456  * Extended header for client object.
457  */
458 struct cl_object_header {
459         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
460          * here. */
461         struct lu_object_header coh_lu;
462
463         /**
464          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
465          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
466          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
467          * field allows certain code to be written generically, without
468          * limiting possible cl_object layouts unduly.
469          */
470         struct cl_object_header *coh_parent;
471         /**
472          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
473          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
474          * from.
475          *
476          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
477          */
478         spinlock_t               coh_attr_guard;
479         /**
480          * Size of cl_page + page slices
481          */
482         unsigned short           coh_page_bufsize;
483         /**
484          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
485          * sub-object, etc.
486          */
487         unsigned char            coh_nesting;
488 };
489
490 /**
491  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
492  * layer top-to-bottom to \a slice.
493  */
494 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
495         list_for_each_entry((slice),                            \
496                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
497                             co_lu.lo_linkage)
498
499 /**
500  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
501  * layer bottom-to-top to \a slice.
502  */
503 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
504         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
505                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
506                                     co_lu.lo_linkage)
507
508 /** @} cl_object */
509
510 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
511
512 /** \addtogroup cl_page cl_page
513  * @{ */
514
515 /** \struct cl_page
516  * Layered client page.
517  *
518  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
519  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
520  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
521  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
522  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
523  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
524  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
525  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
526  *
527  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
528  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
529  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
530  *    current design) that
531  *
532  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
533  *          memory pressure),
534  *
535  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
536  *          environment.
537  *
538  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
539  *    established when cl_page is created.
540  *
541  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
542  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
543  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
544  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
545  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
546  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
547  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
548  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
549  *
550  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
551  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
552  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
553  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
554  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
555  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
556  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
557  *    different ways to own a page in the client:
558  *
559  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
560  *
561  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
562  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
563  *
564  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
565  *    cl_page_unassume().
566  *
567  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
568  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
569  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
570  *    destroyed.
571  *
572  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
573  *    pages is the following:
574  *
575  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
576  *          to a page:
577  *
578  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
579  *              spin-lock;
580  *
581  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
582  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
583  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
584  *
585  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
586  *          ways are severed with the proper synchronization
587  *          (cl_page_delete());
588  *
589  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
590  *          lock;
591  *
592  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
593  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
594  *
595  *    Together this guarantees that when last reference to a
596  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
597  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
598  *    ones exist.
599  *
600  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
601  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
602  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
603  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
604  *    page.
605  *
606  * Linux Kernel implementation.
607  *
608  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
609  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
610  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
611  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
612  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
613  *    private data structures).
614  *
615  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
616  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
617  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
618  *    transfer.
619  *
620  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
621  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
622  */
623
624 /**
625  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
626  *
627  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
628  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
629  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
630  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
631  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
632  * are interested in them.
633  */
634 enum cl_page_state {
635         /**
636          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
637          * following cases:
638          *
639          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
640          *     owns it;
641          *
642          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
643          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
644          *     into an cl_req being constructed, and yanks it from the cache;
645          *
646          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
647          *     evict the page form the memory;
648          *
649          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
650          */
651         CPS_CACHED,
652         /**
653          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
654          * state as a result of
655          *
656          *     - io creating new page and immediately owning it;
657          *
658          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
659          *     and owning it;
660          *
661          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
662          *     and waiting for owner to release the page;
663          *
664          * Page leaves owned state in the following cases:
665          *
666          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
667          *     the cache, doing nothing;
668          *
669          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
670          *     this page;
671          *
672          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
673          *     transfer for this page;
674          *
675          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
676          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
677          *
678          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
679          */
680         CPS_OWNED,
681         /**
682          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
683          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
684          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
685          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
686          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
687          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
688          * made by the hosting environment (that effectively means that the
689          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
690          * advance". This property is mentioned, because it is important when
691          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
692          * enter this state as a result of
693          *
694          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
695          *     write-out of this page, or
696          *
697          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
698          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
699          *     transfer.
700          *
701          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
702          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
703          *
704          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
705          *
706          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
707          */
708         CPS_PAGEOUT,
709         /**
710          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
711          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
712          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
713          * construction of read cl_req from cached, presumably not up to date,
714          * pages.
715          *
716          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
717          *
718          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
719          */
720         CPS_PAGEIN,
721         /**
722          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
723          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
724          * of truncate.
725          *
726          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
727          *
728          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
729          */
730         CPS_FREEING,
731         CPS_NR
732 };
733
734 enum cl_page_type {
735         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
736          * belongs to. */
737         CPT_CACHEABLE = 1,
738
739         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
740          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
741          *  it is used in DirectIO, lockless IO and liblustre. */
742         CPT_TRANSIENT,
743 };
744
745 /**
746  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
747  * immutables.
748  *
749  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
750  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
751  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
752  * cl_page::cp_owner (when set).
753  */
754 struct cl_page {
755         /** Reference counter. */
756         atomic_t                 cp_ref;
757         /** Transfer error. */
758         int                      cp_error;
759         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
760         struct cl_object        *cp_obj;
761         /** vmpage */
762         struct page             *cp_vmpage;
763         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
764         struct list_head         cp_batch;
765         /** List of slices. Immutable after creation. */
766         struct list_head         cp_layers;
767         /** Linkage of pages within cl_req. */
768         struct list_head         cp_flight;
769         /**
770          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
771          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
772          */
773         const enum cl_page_state cp_state;
774         /**
775          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
776          * creation.
777          */
778         enum cl_page_type        cp_type;
779
780         /**
781          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
782          * by sub-io. Protected by a VM lock.
783          */
784         struct cl_io            *cp_owner;
785         /**
786          * Owning IO request in cl_page_state::CPS_PAGEOUT and
787          * cl_page_state::CPS_PAGEIN states. This field is maintained only in
788          * the top-level pages. Protected by a VM lock.
789          */
790         struct cl_req           *cp_req;
791         /** List of references to this page, for debugging. */
792         struct lu_ref            cp_reference;
793         /** Link to an object, for debugging. */
794         struct lu_ref_link       cp_obj_ref;
795         /** Link to a queue, for debugging. */
796         struct lu_ref_link       cp_queue_ref;
797         /** Assigned if doing a sync_io */
798         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
799 };
800
801 /**
802  * Per-layer part of cl_page.
803  *
804  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
805  */
806 struct cl_page_slice {
807         struct cl_page                  *cpl_page;
808         pgoff_t                          cpl_index;
809         /**
810          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
811          * creation.
812          */
813         struct cl_object                *cpl_obj;
814         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
815         /** Linkage into cl_page::cp_layers. Immutable after creation. */
816         struct list_head                 cpl_linkage;
817 };
818
819 /**
820  * Lock mode. For the client extent locks.
821  *
822  * \ingroup cl_lock
823  */
824 enum cl_lock_mode {
825         CLM_READ,
826         CLM_WRITE,
827         CLM_GROUP,
828         CLM_MAX,
829 };
830
831 /**
832  * Requested transfer type.
833  * \ingroup cl_req
834  */
835 enum cl_req_type {
836         CRT_READ,
837         CRT_WRITE,
838         CRT_NR
839 };
840
841 /**
842  * Per-layer page operations.
843  *
844  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
845  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
846  * the obvious cases (like cl_page_operations::cpo_own()).
847  *
848  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
849  */
850 struct cl_page_operations {
851         /**
852          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
853          * implement these. Current code assumes that this functionality is
854          * provided by the topmost layer, see cl_page_disown0() as an example.
855          */
856
857         /**
858          * Called when \a io acquires this page into the exclusive
859          * ownership. When this method returns, it is guaranteed that the is
860          * not owned by other io, and no transfer is going on against
861          * it. Optional.
862          *
863          * \see cl_page_own()
864          * \see vvp_page_own(), lov_page_own()
865          */
866         int  (*cpo_own)(const struct lu_env *env,
867                         const struct cl_page_slice *slice,
868                         struct cl_io *io, int nonblock);
869         /** Called when ownership it yielded. Optional.
870          *
871          * \see cl_page_disown()
872          * \see vvp_page_disown()
873          */
874         void (*cpo_disown)(const struct lu_env *env,
875                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
876         /**
877          * Called for a page that is already "owned" by \a io from VM point of
878          * view. Optional.
879          *
880          * \see cl_page_assume()
881          * \see vvp_page_assume(), lov_page_assume()
882          */
883         void (*cpo_assume)(const struct lu_env *env,
884                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
885         /** Dual to cl_page_operations::cpo_assume(). Optional. Called
886          * bottom-to-top when IO releases a page without actually unlocking
887          * it.
888          *
889          * \see cl_page_unassume()
890          * \see vvp_page_unassume()
891          */
892         void (*cpo_unassume)(const struct lu_env *env,
893                              const struct cl_page_slice *slice,
894                              struct cl_io *io);
895         /**
896          * Announces whether the page contains valid data or not by \a uptodate.
897          *
898          * \see cl_page_export()
899          * \see vvp_page_export()
900          */
901         void  (*cpo_export)(const struct lu_env *env,
902                             const struct cl_page_slice *slice, int uptodate);
903         /**
904          * Checks whether underlying VM page is locked (in the suitable
905          * sense). Used for assertions.
906          *
907          * \retval    -EBUSY: page is protected by a lock of a given mode;
908          * \retval  -ENODATA: page is not protected by a lock;
909          * \retval         0: this layer cannot decide. (Should never happen.)
910          */
911         int (*cpo_is_vmlocked)(const struct lu_env *env,
912                                const struct cl_page_slice *slice);
913         /**
914          * Page destruction.
915          */
916
917         /**
918          * Called when page is truncated from the object. Optional.
919          *
920          * \see cl_page_discard()
921          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
922          */
923         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
924                             const struct cl_page_slice *slice,
925                             struct cl_io *io);
926         /**
927          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
928          * destroyed. Optional.
929          *
930          * \see cl_page_delete()
931          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
932          */
933         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
934                            const struct cl_page_slice *slice);
935         /** Destructor. Frees resources and slice itself. */
936         void (*cpo_fini)(const struct lu_env *env,
937                          struct cl_page_slice *slice);
938         /**
939          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
940          *
941          * \see cl_page_print()
942          */
943         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
944                          const struct cl_page_slice *slice,
945                          void *cookie, lu_printer_t p);
946         /**
947          * \name transfer
948          *
949          * Transfer methods. See comment on cl_req for a description of
950          * transfer formation and life-cycle.
951          *
952          * @{
953          */
954         /**
955          * Request type dependent vector of operations.
956          *
957          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
958          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
959          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
960          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
961          * provided. That is, method invocation usually looks like
962          *
963          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
964          */
965         struct {
966                 /**
967                  * Called when a page is submitted for a transfer as a part of
968                  * cl_page_list.
969                  *
970                  * \return    0         : page is eligible for submission;
971                  * \return    -EALREADY : skip this page;
972                  * \return    -ve       : error.
973                  *
974                  * \see cl_page_prep()
975                  */
976                 int  (*cpo_prep)(const struct lu_env *env,
977                                  const struct cl_page_slice *slice,
978                                  struct cl_io *io);
979                 /**
980                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
981                  * fired after cl_page_operations::cpo_prep() or
982                  * cl_page_operations::cpo_make_ready() call.
983                  *
984                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
985                  * guaranteed however, that the page involved and its object
986                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
987                  * safe).
988                  *
989                  * \see cl_page_completion()
990                  */
991                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
992                                        const struct cl_page_slice *slice,
993                                        int ioret);
994                 /**
995                  * Called when cached page is about to be added to the
996                  * cl_req as a part of req formation.
997                  *
998                  * \return    0       : proceed with this page;
999                  * \return    -EAGAIN : skip this page;
1000                  * \return    -ve     : error.
1001                  *
1002                  * \see cl_page_make_ready()
1003                  */
1004                 int  (*cpo_make_ready)(const struct lu_env *env,
1005                                        const struct cl_page_slice *slice);
1006         } io[CRT_NR];
1007         /**
1008          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
1009          * transmitted.
1010          *
1011          * This is used for immediate transfers.
1012          *
1013          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
1014          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
1015          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
1016          * this for page queues.
1017          *
1018          * \see cl_page_clip()
1019          */
1020         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
1021                          const struct cl_page_slice *slice,
1022                          int from, int to);
1023         /**
1024          * \pre  the page was queued for transferring.
1025          * \post page is removed from client's pending list, or -EBUSY
1026          *       is returned if it has already been in transferring.
1027          *
1028          * This is one of seldom page operation which is:
1029          * 0. called from top level;
1030          * 1. don't have vmpage locked;
1031          * 2. every layer should synchronize execution of its ->cpo_cancel()
1032          *    with completion handlers. Osc uses client obd lock for this
1033          *    purpose. Based on there is no vvp_page_cancel and
1034          *    lov_page_cancel(), cpo_cancel is defacto protected by client lock.
1035          *
1036          * \see osc_page_cancel().
1037          */
1038         int (*cpo_cancel)(const struct lu_env *env,
1039                           const struct cl_page_slice *slice);
1040         /**
1041          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
1042          * right now.
1043          *
1044          * \see cl_page_flush()
1045          */
1046         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
1047                          const struct cl_page_slice *slice,
1048                          struct cl_io *io);
1049         /** @} transfer */
1050 };
1051
1052 /**
1053  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
1054  */
1055 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
1056 do {                                                                    \
1057         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1058                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1059                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
1060                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1061         }                                                               \
1062 } while (0)
1063
1064 /**
1065  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
1066  */
1067 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
1068 do {                                                                          \
1069         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
1070                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
1071                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
1072                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
1073         }                                                                     \
1074 } while (0)
1075
1076 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
1077 {
1078         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
1079         return page->cp_vmpage;
1080 }
1081
1082 /**
1083  * Check if a cl_page is in use.
1084  *
1085  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
1086  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
1087  */
1088 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1089 {
1090         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
1091 }
1092
1093 /**
1094  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
1095  */
1096 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1097 /**
1098  * Caller doesn't hold a refcount.
1099  */
1100 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1101
1102 /** @} cl_page */
1103
1104 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1105  * @{ */
1106 /** \struct cl_lock
1107  *
1108  * Extent locking on the client.
1109  *
1110  * LAYERING
1111  *
1112  * The locking model of the new client code is built around
1113  *
1114  *        struct cl_lock
1115  *
1116  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1117  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1118  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1119  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1120  *
1121  * Typical cl_lock consists of the two layers:
1122  *
1123  *     - vvp_lock (vvp specific data), and
1124  *     - lov_lock (lov specific data).
1125  *
1126  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1127  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1128  *
1129  *     - lovsub_lock, and
1130  *     - osc_lock
1131  *
1132  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1133  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1134  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1135  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1136  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1137  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1138  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1139  *
1140  * LIFE CYCLE
1141  *
1142  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1143  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1144  * I/O is complete.
1145  *
1146  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1147  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1148  *
1149  * INTERFACE AND USAGE
1150  *
1151  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1152  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1153  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1154  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1155  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1156  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1157  * OST side.
1158  *
1159  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1160  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1161  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1162  * clo_enqueue time, is released.
1163  *
1164  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1165  *
1166  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1167  *
1168  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1169  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1170  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1171  *
1172  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1173  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1174  *
1175  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1176  *
1177  *     - locks are released after IO is complete.
1178  *
1179  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1180  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1181  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1182  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1183  *
1184  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1185  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1186  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1187  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1188  * sacrificing correctness. This includes:
1189  *
1190  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1191  *  atomicity;
1192  *
1193  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1194  *
1195  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1196  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1197  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1198  *
1199  * Interaction with DLM
1200  *
1201  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1202  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1203  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1204  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1205  * description of interaction with DLM.
1206  */
1207
1208 /**
1209  * Lock description.
1210  */
1211 struct cl_lock_descr {
1212         /** Object this lock is granted for. */
1213         struct cl_object *cld_obj;
1214         /** Index of the first page protected by this lock. */
1215         pgoff_t           cld_start;
1216         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1217         pgoff_t           cld_end;
1218         /** Group ID, for group lock */
1219         __u64             cld_gid;
1220         /** Lock mode. */
1221         enum cl_lock_mode cld_mode;
1222         /**
1223          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1224          * enum cl_enq_flags.
1225          */
1226         __u32             cld_enq_flags;
1227 };
1228
1229 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1230 #define PDESCR(descr)                                                   \
1231         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1232         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1233
1234 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1235
1236 /**
1237  * Layered client lock.
1238  */
1239 struct cl_lock {
1240         /** List of slices. Immutable after creation. */
1241         struct list_head      cll_layers;
1242         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1243         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1244 };
1245
1246 /**
1247  * Per-layer part of cl_lock
1248  *
1249  * \see vvp_lock, lov_lock, lovsub_lock, osc_lock
1250  */
1251 struct cl_lock_slice {
1252         struct cl_lock                  *cls_lock;
1253         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1254          * creation. */
1255         struct cl_object                *cls_obj;
1256         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1257         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1258         struct list_head                 cls_linkage;
1259 };
1260
1261 /**
1262  *
1263  * \see vvp_lock_ops, lov_lock_ops, lovsub_lock_ops, osc_lock_ops
1264  */
1265 struct cl_lock_operations {
1266         /** @{ */
1267         /**
1268          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1269          *
1270          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1271          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1272          *              @anchor for resources
1273          * \retval -ve  failure
1274          *
1275          * \see vvp_lock_enqueue(), lov_lock_enqueue(), lovsub_lock_enqueue(),
1276          * \see osc_lock_enqueue()
1277          */
1278         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1279                             const struct cl_lock_slice *slice,
1280                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1281         /**
1282          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1283          * DLM lock
1284          */
1285         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1286                            const struct cl_lock_slice *slice);
1287         /** @} */
1288         /**
1289          * Destructor. Frees resources and the slice.
1290          *
1291          * \see vvp_lock_fini(), lov_lock_fini(), lovsub_lock_fini(),
1292          * \see osc_lock_fini()
1293          */
1294         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1295         /**
1296          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1297          */
1298         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1299                          void *cookie, lu_printer_t p,
1300                          const struct cl_lock_slice *slice);
1301 };
1302
1303 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1304 do {                                                                    \
1305         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1306                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1307                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1308                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1309         }                                                               \
1310 } while (0)
1311
1312 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1313         if (likely(expr))                                               \
1314                 break;                                                  \
1315                                                                         \
1316         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1317         LBUG();                                                         \
1318 } while (0)
1319
1320 /** @} cl_lock */
1321
1322 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1323  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1324  *
1325  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1326  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1327  * pages:
1328  *
1329  *     - submit pages for an immediate transfer,
1330  *
1331  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1332  *
1333  *     - discard pages.
1334  *
1335  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1336  *
1337  * \todo XXX concurrency control.
1338  *
1339  * @{
1340  */
1341 struct cl_page_list {
1342         unsigned                 pl_nr;
1343         struct list_head         pl_pages;
1344         struct task_struct      *pl_owner;
1345 };
1346
1347 /** 
1348  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1349  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1350  */
1351 struct cl_2queue {
1352         struct cl_page_list c2_qin;
1353         struct cl_page_list c2_qout;
1354 };
1355
1356 /** @} cl_page_list */
1357
1358 /** \addtogroup cl_io cl_io
1359  * @{ */
1360 /** \struct cl_io
1361  * I/O
1362  *
1363  * cl_io represents a high level I/O activity like
1364  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1365  * lock.
1366  *
1367  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1368  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1369  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1370  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1371  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1372  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1373  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1374  * by using free-lists, see cl_env_get().
1375  *
1376  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1377  * cl_io_type.
1378  *
1379  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1380  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1381  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1382  * released.
1383  *
1384  * For read/write io overall execution plan is as following:
1385  *
1386  *     (0) initialize io state through all layers;
1387  *
1388  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1389  *
1390  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1391  *
1392  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1393  *
1394  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1395  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1396  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1397  *
1398  *     (5) release locks
1399  *
1400  *     (6) repeat loop.
1401  *
1402  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1403  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1404  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1405  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1406  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1407  */
1408
1409 /** IO types */
1410 enum cl_io_type {
1411         /** read system call */
1412         CIT_READ,
1413         /** write system call */
1414         CIT_WRITE,
1415         /** truncate, utime system calls */
1416         CIT_SETATTR,
1417         /**
1418          * page fault handling
1419          */
1420         CIT_FAULT,
1421         /**
1422          * fsync system call handling
1423          * To write out a range of file
1424          */
1425         CIT_FSYNC,
1426         /**
1427          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1428          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1429          *
1430          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1431          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1432          *     to the server;
1433          *
1434          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1435          *     for memory cleansing;
1436          *
1437          *     - glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1438          *
1439          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1440          *
1441          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1442          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1443          * cl_io_loop() is never called for it.
1444          */
1445         CIT_MISC,
1446         CIT_OP_NR
1447 };
1448
1449 /**
1450  * States of cl_io state machine
1451  */
1452 enum cl_io_state {
1453         /** Not initialized. */
1454         CIS_ZERO,
1455         /** Initialized. */
1456         CIS_INIT,
1457         /** IO iteration started. */
1458         CIS_IT_STARTED,
1459         /** Locks taken. */
1460         CIS_LOCKED,
1461         /** Actual IO is in progress. */
1462         CIS_IO_GOING,
1463         /** IO for the current iteration finished. */
1464         CIS_IO_FINISHED,
1465         /** Locks released. */
1466         CIS_UNLOCKED,
1467         /** Iteration completed. */
1468         CIS_IT_ENDED,
1469         /** cl_io finalized. */
1470         CIS_FINI
1471 };
1472
1473 /**
1474  * IO state private for a layer.
1475  *
1476  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1477  * dynamically.
1478  *
1479  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1480  */
1481 struct cl_io_slice {
1482         struct cl_io                    *cis_io;
1483         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1484         struct cl_object                *cis_obj;
1485         /** io operations. Immutable after creation. */
1486         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1487         /**
1488          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1489          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1490          */
1491         struct list_head                cis_linkage;
1492 };
1493
1494 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1495                               struct cl_page *);
1496
1497 struct cl_read_ahead {
1498         /* Maximum page index the readahead window will end.
1499          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1500          * cra_end is included. */
1501         pgoff_t cra_end;
1502         /* Release routine. If readahead holds resources underneath, this
1503          * function should be called to release it. */
1504         void    (*cra_release)(const struct lu_env *env, void *cbdata);
1505         /* Callback data for cra_release routine */
1506         void    *cra_cbdata;
1507 };
1508
1509 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1510                                          struct cl_read_ahead *ra)
1511 {
1512         if (ra->cra_release != NULL)
1513                 ra->cra_release(env, ra->cra_cbdata);
1514         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1515 }
1516
1517
1518 /**
1519  * Per-layer io operations.
1520  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1521  */
1522 struct cl_io_operations {
1523         /**
1524          * Vector of io state transition methods for every io type.
1525          *
1526          * \see cl_page_operations::io
1527          */
1528         struct {
1529                 /**
1530                  * Prepare io iteration at a given layer.
1531                  *
1532                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1533                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1534                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1535                  *
1536                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1537                  */
1538                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1539                                       const struct cl_io_slice *slice);
1540                 /**
1541                  * Finalize io iteration.
1542                  *
1543                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1544                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1545                  * continued.
1546                  *
1547                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1548                  */
1549                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1550                                        const struct cl_io_slice *slice);
1551                 /**
1552                  * Collect locks for the current iteration of io.
1553                  *
1554                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1555                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1556                  * anything, instead it should post a lock through
1557                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1558                  * sorted and enqueued in the proper order.
1559                  */
1560                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1561                                   const struct cl_io_slice *slice);
1562                 /**
1563                  * Finalize unlocking.
1564                  *
1565                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1566                  * functionality, after generic code released all locks
1567                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1568                  */
1569                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1570                                     const struct cl_io_slice *slice);
1571                 /**
1572                  * Start io iteration.
1573                  *
1574                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1575                  * commence actual IO. In the current implementation,
1576                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1577                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1578                  * are called when everything is done.
1579                  */
1580                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1581                                   const struct cl_io_slice *slice);
1582                 /**
1583                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1584                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1585                  */
1586                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1587                                   const struct cl_io_slice *slice);
1588                 /**
1589                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1590                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1591                  */
1592                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1593                                     const struct cl_io_slice *slice,
1594                                     size_t nob);
1595                 /**
1596                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1597                  */
1598                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1599                                   const struct cl_io_slice *slice);
1600         } op[CIT_OP_NR];
1601
1602         /**
1603          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1604          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1605          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1606          * submission failed after some pages were moved into \a
1607          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1608          * executed on them.
1609          */
1610         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1611                         const struct cl_io_slice *slice,
1612                         enum cl_req_type crt,
1613                         struct cl_2queue *queue);
1614         /**
1615          * Queue async page for write.
1616          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1617          * cio_submit is for urgent request.
1618          */
1619         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1620                         const struct cl_io_slice *slice,
1621                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1622                         cl_commit_cbt cb);
1623         /**
1624          * Decide maximum read ahead extent
1625          *
1626          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1627          */
1628         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1629                               const struct cl_io_slice *slice,
1630                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1631         /**
1632          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1633          */
1634         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1635                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1636 };
1637
1638 /**
1639  * Flags to lock enqueue procedure.
1640  * \ingroup cl_lock
1641  */
1642 enum cl_enq_flags {
1643         /**
1644          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1645          * -EWOULDBLOCK is returned immediately.
1646          */
1647         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1648         /**
1649          * take lock asynchronously (out of order), as it cannot
1650          * deadlock. This is for LDLM_FL_HAS_INTENT locks used for glimpsing.
1651          */
1652         CEF_ASYNC        = 0x00000002,
1653         /**
1654          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1655          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1656          * protected by this lock, without sending them to the server.
1657          */
1658         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1659         /**
1660          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1661          * mmapped-buffer locks and glimpse locks that must be never converted
1662          * into lockless mode.
1663          *
1664          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock().
1665          */
1666         CEF_MUST         = 0x00000008,
1667         /**
1668          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1669          * not used currently.
1670          *
1671          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1672          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1673          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1674          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1675          * that are described by the enqueue flags.
1676          */
1677         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1678         /**
1679          * for async glimpse lock.
1680          */
1681         CEF_AGL          = 0x00000020,
1682         /**
1683          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1684          */
1685         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1686         /**
1687          * mask of enq_flags.
1688          */
1689         CEF_MASK         = 0x0000007f,
1690 };
1691
1692 /**
1693  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1694  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1695  */
1696 struct cl_io_lock_link {
1697         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1698         struct list_head        cill_linkage;
1699         struct cl_lock          cill_lock;
1700         /** optional destructor */
1701         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1702                                              struct cl_io_lock_link *link);
1703 };
1704 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1705
1706 /**
1707  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1708  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1709  * possible, because
1710  *
1711  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1712  *        "cascading timeouts";
1713  *
1714  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1715  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1716  *
1717  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1718  *
1719  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1720  *
1721  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1722  *
1723  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1724  *
1725  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1726  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1727  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1728  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1729  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1730  *
1731  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1732  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1733  * enqueued.
1734  */
1735 struct cl_lockset {
1736         /** locks to be acquired. */
1737         struct list_head  cls_todo;
1738         /** locks acquired. */
1739         struct list_head  cls_done;
1740 };
1741
1742 /**
1743  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1744  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1745  */
1746 enum cl_io_lock_dmd {
1747         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1748         CILR_MANDATORY = 0,
1749         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1750         CILR_MAYBE,
1751         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1752         CILR_NEVER
1753 };
1754
1755 enum cl_fsync_mode {
1756         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1757         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1758         /** start writeback and wait for them to finish */
1759         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1760         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1761         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1762         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1763          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1764         CL_FSYNC_ALL   = 3
1765 };
1766
1767 struct cl_io_rw_common {
1768         loff_t      crw_pos;
1769         size_t      crw_count;
1770         int         crw_nonblock;
1771 };
1772
1773
1774 /**
1775  * State for io.
1776  *
1777  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1778  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1779  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1780  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1781  * mutable cl_io fields.
1782  */
1783 struct cl_io {
1784         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1785         enum cl_io_type                ci_type;
1786         /** current state of cl_io state machine. */
1787         enum cl_io_state               ci_state;
1788         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1789         struct cl_object              *ci_obj;
1790         /**
1791          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1792          * creation.
1793          */
1794         struct cl_io                  *ci_parent;
1795         /** List of slices. Immutable after creation. */
1796         struct list_head                ci_layers;
1797         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1798         struct cl_lockset              ci_lockset;
1799         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1800         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1801         union {
1802                 struct cl_rd_io {
1803                         struct cl_io_rw_common rd;
1804                 } ci_rd;
1805                 struct cl_wr_io {
1806                         struct cl_io_rw_common wr;
1807                         int                    wr_append;
1808                         int                    wr_sync;
1809                 } ci_wr;
1810                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1811                 struct cl_setattr_io {
1812                         struct ost_lvb           sa_attr;
1813                         unsigned int             sa_attr_flags;
1814                         unsigned int             sa_valid;
1815                         int                      sa_stripe_index;
1816                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1817                         struct obd_capa         *sa_capa;
1818                 } ci_setattr;
1819                 struct cl_fault_io {
1820                         /** page index within file. */
1821                         pgoff_t         ft_index;
1822                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1823                         size_t          ft_nob;
1824                         /** writable page? for nopage() only */
1825                         int             ft_writable;
1826                         /** page of an executable? */
1827                         int             ft_executable;
1828                         /** page_mkwrite() */
1829                         int             ft_mkwrite;
1830                         /** resulting page */
1831                         struct cl_page *ft_page;
1832                 } ci_fault;
1833                 struct cl_fsync_io {
1834                         loff_t             fi_start;
1835                         loff_t             fi_end;
1836                         struct obd_capa   *fi_capa;
1837                         /** file system level fid */
1838                         struct lu_fid     *fi_fid;
1839                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1840                         /* how many pages were written/discarded */
1841                         unsigned int       fi_nr_written;
1842                 } ci_fsync;
1843         } u;
1844         struct cl_2queue     ci_queue;
1845         size_t               ci_nob;
1846         int                  ci_result;
1847         unsigned int         ci_continue:1,
1848         /**
1849          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1850          * don't do lockless i/o.
1851          */
1852                              ci_no_srvlock:1,
1853         /**
1854          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1855          */
1856                              ci_need_restart:1,
1857         /**
1858          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1859          * change(page operations, layout change causes all page to be
1860          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1861          */
1862                              ci_ignore_layout:1,
1863         /**
1864          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1865          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1866          * verify layout because HSM won't release openning files.
1867          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1868          * and setattr.
1869          */
1870                              ci_verify_layout:1,
1871         /**
1872          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1873          */
1874                              ci_restore_needed:1,
1875         /**
1876          * O_NOATIME
1877          */
1878                              ci_noatime:1;
1879         /**
1880          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1881          */
1882         unsigned             ci_owned_nr;
1883 };
1884
1885 /** @} cl_io */
1886
1887 /** \addtogroup cl_req cl_req
1888  * @{ */
1889 /** \struct cl_req
1890  * Transfer.
1891  *
1892  * There are two possible modes of transfer initiation on the client:
1893  *
1894  *     - immediate transfer: this is started when a high level io wants a page
1895  *       or a collection of pages to be transferred right away. Examples:
1896  *       read-ahead, synchronous read in the case of non-page aligned write,
1897  *       page write-out as a part of extent lock cancellation, page write-out
1898  *       as a part of memory cleansing. Immediate transfer can be both
1899  *       cl_req_type::CRT_READ and cl_req_type::CRT_WRITE;
1900  *
1901  *     - opportunistic transfer (cl_req_type::CRT_WRITE only), that happens
1902  *       when io wants to transfer a page to the server some time later, when
1903  *       it can be done efficiently. Example: pages dirtied by the write(2)
1904  *       path.
1905  *
1906  * In any case, transfer takes place in the form of a cl_req, which is a
1907  * representation for a network RPC.
1908  *
1909  * Pages queued for an opportunistic transfer are cached until it is decided
1910  * that efficient RPC can be composed of them. This decision is made by "a
1911  * req-formation engine", currently implemented as a part of osc
1912  * layer. Req-formation depends on many factors: the size of the resulting
1913  * RPC, whether or not multi-object RPCs are supported by the server,
1914  * max-rpc-in-flight limitations, size of the dirty cache, etc.
1915  *
1916  * For the immediate transfer io submits a cl_page_list, that req-formation
1917  * engine slices into cl_req's, possibly adding cached pages to some of
1918  * the resulting req's.
1919  *
1920  * Whenever a page from cl_page_list is added to a newly constructed req, its
1921  * cl_page_operations::cpo_prep() layer methods are called. At that moment,
1922  * page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_OWNED to
1923  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT or cl_page_state::CPS_PAGEIN, cl_page::cp_owner
1924  * is zeroed, and cl_page::cp_req is set to the
1925  * req. cl_page_operations::cpo_prep() method at the particular layer might
1926  * return -EALREADY to indicate that it does not need to submit this page
1927  * at all. This is possible, for example, if page, submitted for read,
1928  * became up-to-date in the meantime; and for write, the page don't have
1929  * dirty bit marked. \see cl_io_submit_rw()
1930  *
1931  * Whenever a cached page is added to a newly constructed req, its
1932  * cl_page_operations::cpo_make_ready() layer methods are called. At that
1933  * moment, page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_CACHED to
1934  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT, and cl_page::cp_req is set to
1935  * req. cl_page_operations::cpo_make_ready() method at the particular layer
1936  * might return -EAGAIN to indicate that this page is not eligible for the
1937  * transfer right now.
1938  *
1939  * FUTURE
1940  *
1941  * Plan is to divide transfers into "priority bands" (indicated when
1942  * submitting cl_page_list, and queuing a page for the opportunistic transfer)
1943  * and allow glueing of cached pages to immediate transfers only within single
1944  * band. This would make high priority transfers (like lock cancellation or
1945  * memory pressure induced write-out) really high priority.
1946  *
1947  */
1948
1949 /**
1950  * Per-transfer attributes.
1951  */
1952 struct cl_req_attr {
1953         /** Generic attributes for the server consumption. */
1954         struct obdo     *cra_oa;
1955         /** Capability. */
1956         struct obd_capa *cra_capa;
1957         /** Jobid */
1958         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1959 };
1960
1961 /**
1962  * Transfer request operations definable at every layer.
1963  *
1964  * Concurrency: transfer formation engine synchronizes calls to all transfer
1965  * methods.
1966  */
1967 struct cl_req_operations {
1968         /**
1969          * Invoked top-to-bottom by cl_req_prep() when transfer formation is
1970          * complete (all pages are added).
1971          *
1972          * \see osc_req_prep()
1973          */
1974         int  (*cro_prep)(const struct lu_env *env,
1975                          const struct cl_req_slice *slice);
1976         /**
1977          * Called top-to-bottom to fill in \a oa fields. This is called twice
1978          * with different flags, see bug 10150 and osc_build_req().
1979          *
1980          * \param obj an object from cl_req which attributes are to be set in
1981          *            \a oa.
1982          *
1983          * \param oa struct obdo where attributes are placed
1984          *
1985          * \param flags \a oa fields to be filled.
1986          */
1987         void (*cro_attr_set)(const struct lu_env *env,
1988                              const struct cl_req_slice *slice,
1989                              const struct cl_object *obj,
1990                              struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
1991         /**
1992          * Called top-to-bottom from cl_req_completion() to notify layers that
1993          * transfer completed. Has to free all state allocated by
1994          * cl_device_operations::cdo_req_init().
1995          */
1996         void (*cro_completion)(const struct lu_env *env,
1997                                const struct cl_req_slice *slice, int ioret);
1998 };
1999
2000 /**
2001  * A per-object state that (potentially multi-object) transfer request keeps.
2002  */
2003 struct cl_req_obj {
2004         /** object itself */
2005         struct cl_object   *ro_obj;
2006         /** reference to cl_req_obj::ro_obj. For debugging. */
2007         struct lu_ref_link  ro_obj_ref;
2008         /* something else? Number of pages for a given object? */
2009 };
2010
2011 /**
2012  * Transfer request.
2013  *
2014  * Transfer requests are not reference counted, because IO sub-system owns
2015  * them exclusively and knows when to free them.
2016  *
2017  * Life cycle.
2018  *
2019  * cl_req is created by cl_req_alloc() that calls
2020  * cl_device_operations::cdo_req_init() device methods to allocate per-req
2021  * state in every layer.
2022  *
2023  * Then pages are added (cl_req_page_add()), req keeps track of all objects it
2024  * contains pages for.
2025  *
2026  * Once all pages were collected, cl_page_operations::cpo_prep() method is
2027  * called top-to-bottom. At that point layers can modify req, let it pass, or
2028  * deny it completely. This is to support things like SNS that have transfer
2029  * ordering requirements invisible to the individual req-formation engine.
2030  *
2031  * On transfer completion (or transfer timeout, or failure to initiate the
2032  * transfer of an allocated req), cl_req_operations::cro_completion() method
2033  * is called, after execution of cl_page_operations::cpo_completion() of all
2034  * req's pages.
2035  */
2036 struct cl_req {
2037         enum cl_req_type        crq_type;
2038         /** A list of pages being transferred */
2039         struct list_head        crq_pages;
2040         /** Number of pages in cl_req::crq_pages */
2041         unsigned                crq_nrpages;
2042         /** An array of objects which pages are in ->crq_pages */
2043         struct cl_req_obj       *crq_o;
2044         /** Number of elements in cl_req::crq_objs[] */
2045         unsigned                crq_nrobjs;
2046         struct list_head        crq_layers;
2047 };
2048
2049 /**
2050  * Per-layer state for request.
2051  */
2052 struct cl_req_slice {
2053         struct cl_req                   *crs_req;
2054         struct cl_device                *crs_dev;
2055         struct list_head                 crs_linkage;
2056         const struct cl_req_operations  *crs_ops;
2057 };
2058
2059 /* @} cl_req */
2060
2061 enum cache_stats_item {
2062         /** how many cache lookups were performed */
2063         CS_lookup = 0,
2064         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2065         CS_hit,
2066         /** how many entities are in the cache right now */
2067         CS_total,
2068         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2069          * evicted) right now */
2070         CS_busy,
2071         /** how many entities were created at all */
2072         CS_create,
2073         CS_NR
2074 };
2075
2076 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2077
2078 /**
2079  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2080  */
2081 struct cache_stats {
2082         const char      *cs_name;
2083         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2084 };
2085
2086 /** These are not exported so far */
2087 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2088
2089 /**
2090  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2091  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2092  * clients to co-exist in the single address space.
2093  */
2094 struct cl_site {
2095         struct lu_site          cs_lu;
2096         /**
2097          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2098          * per-cpu counters is needed.
2099          *
2100          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2101          *
2102          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2103          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2104          */
2105         struct cache_stats      cs_pages;
2106         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2107 };
2108
2109 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2110 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2111 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2112
2113 /**
2114  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2115  * ll_rd_*()-style functions.
2116  */
2117 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2118
2119 /**
2120  * \name helpers
2121  *
2122  * Type conversion and accessory functions.
2123  */
2124 /** @{ */
2125
2126 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2127 {
2128         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2129 }
2130
2131 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2132 {
2133         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2134         return container_of0(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2135 }
2136
2137 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2138 {
2139         return &d->cd_lu_dev;
2140 }
2141
2142 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2143 {
2144         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2145         return container_of0(o, struct cl_object, co_lu);
2146 }
2147
2148 static inline const struct cl_object_conf *
2149 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2150 {
2151         return container_of0(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2152 }
2153
2154 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2155 {
2156         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2157 }
2158
2159 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2160 {
2161         return container_of0(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2162 }
2163
2164 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2165 {
2166         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2167 }
2168
2169 static inline
2170 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2171 {
2172         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2173 }
2174
2175 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2176 {
2177         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2178 }
2179
2180 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2181 {
2182         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2183 }
2184
2185 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2186                        struct cl_object *obj, pgoff_t index,
2187                        const struct cl_page_operations *ops);
2188 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2189                        struct cl_object *obj,
2190                        const struct cl_lock_operations *ops);
2191 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2192                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2193 void cl_req_slice_add(struct cl_req *req, struct cl_req_slice *slice,
2194                       struct cl_device *dev,
2195                       const struct cl_req_operations *ops);
2196 /** @} helpers */
2197
2198 /** \defgroup cl_object cl_object
2199  * @{ */
2200 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2201 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2202                                  const struct lu_fid *fid,
2203                                  const struct cl_object_conf *c);
2204
2205 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2206 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2207 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2208 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2209 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2210 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2211 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2212                         struct cl_attr *attr);
2213 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2214                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2215 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2216                            struct ost_lvb *lvb);
2217 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2218                            const struct cl_object_conf *conf);
2219 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2220 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2221 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2222                         struct lov_user_md __user *lum);
2223 int cl_object_find_cbdata(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2224                           ldlm_iterator_t iter, void *data);
2225 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2226                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2227                      size_t *buflen);
2228 int cl_object_obd_info_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2229                            struct obd_info *oinfo,
2230                            struct ptlrpc_request_set *set);
2231 int cl_object_data_version(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2232                            __u64 *version, int flags);
2233 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2234                          struct cl_layout *cl);
2235
2236 /**
2237  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2238  */
2239 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2240 {
2241         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2242 }
2243
2244 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2245 {
2246         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2247         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2248         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2249 }
2250
2251 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2252                                          struct cl_page *page)
2253 {
2254         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2255 }
2256
2257 /**
2258  * Return refcount of cl_object.
2259  */
2260 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2261 {
2262         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2263         return atomic_read(&header->loh_ref);
2264 }
2265
2266 /** @} cl_object */
2267
2268 /** \defgroup cl_page cl_page
2269  * @{ */
2270 enum {
2271         CLP_GANG_OKAY = 0,
2272         CLP_GANG_RESCHED,
2273         CLP_GANG_AGAIN,
2274         CLP_GANG_ABORT
2275 };
2276 /* callback of cl_page_gang_lookup() */
2277
2278 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2279                                      struct cl_object *obj,
2280                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2281                                      enum cl_page_type type);
2282 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2283                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2284                                      struct page *vmpage,
2285                                      enum cl_page_type type);
2286 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2287 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2288                                      struct cl_page *page);
2289 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2290                                      lu_printer_t printer,
2291                                      const struct cl_page *pg);
2292 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2293                                      lu_printer_t printer,
2294                                      const struct cl_page *pg);
2295 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2296 struct cl_page *cl_page_top         (struct cl_page *page);
2297
2298 const struct cl_page_slice *cl_page_at(const struct cl_page *page,
2299                                        const struct lu_device_type *dtype);
2300
2301 /**
2302  * \name ownership
2303  *
2304  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2305  */
2306 /** @{ */
2307
2308 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2309                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2310 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2311                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2312 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2313                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2314 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2315                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2316 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2317                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2318 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2319
2320 /** @} ownership */
2321
2322 /**
2323  * \name transfer
2324  *
2325  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2326  * tracking transfer state.
2327  */
2328 /** @{ */
2329 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2330                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2331 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2332                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2333 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2334                          enum cl_req_type crt);
2335 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2336                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2337 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2338                          int from, int to);
2339 int  cl_page_cancel     (const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2340 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2341                          struct cl_page *pg);
2342
2343 /** @} transfer */
2344
2345
2346 /**
2347  * \name helper routines
2348  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2349  */
2350 /** @{ */
2351 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2352                         struct cl_page *pg);
2353 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2354 int     cl_page_is_vmlocked(const struct lu_env *env,
2355                             const struct cl_page *pg);
2356 void    cl_page_export(const struct lu_env *env,
2357                        struct cl_page *pg, int uptodate);
2358 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2359 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2360 size_t  cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2361
2362 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2363                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2364 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2365                          lu_printer_t printer,
2366                          const struct cl_lock_descr *descr);
2367 /* @} helper */
2368
2369 /**
2370  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2371  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2372  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2373  * layer for recovery purposes.
2374  */
2375 struct cl_client_cache {
2376         /**
2377          * # of client cache refcount
2378          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2379          */
2380         atomic_t                ccc_users;
2381         /**
2382          * # of threads are doing shrinking
2383          */
2384         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2385         /**
2386          * # of LRU entries available
2387          */
2388         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2389         /**
2390          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2391          */
2392         struct list_head        ccc_lru;
2393         /**
2394          * Max # of LRU entries
2395          */
2396         unsigned long           ccc_lru_max;
2397         /**
2398          * Lock to protect ccc_lru list
2399          */
2400         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2401         /**
2402          * Set if unstable check is enabled
2403          */
2404         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2405         /**
2406          * # of unstable pages for this mount point
2407          */
2408         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2409         /**
2410          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2411          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2412          */
2413         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2414 };
2415 /**
2416  * cl_cache functions
2417  */
2418 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2419 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2420 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2421
2422 /** @} cl_page */
2423
2424 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2425  * @{ */
2426 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2427                     struct cl_lock *lock);
2428 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2429                  const struct cl_io *io);
2430 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2431 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2432                                        const struct lu_device_type *dtype);
2433 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2434
2435 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2436                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2437 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2438
2439 /** @} cl_lock */
2440
2441 /** \defgroup cl_io cl_io
2442  * @{ */
2443
2444 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2445                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2446 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2447                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2448 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2449                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2450 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2451
2452 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2453 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2454 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2455 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2456 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2457 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2458 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2459 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2460                           struct cl_io_lock_link *link);
2461 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2462                            struct cl_lock_descr *descr);
2463 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2464                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2465 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2466                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2467                           long timeout);
2468 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2469                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2470                           cl_commit_cbt cb);
2471 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2472                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2473 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2474                           size_t nob);
2475 int   cl_io_cancel       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2476                           struct cl_page_list *queue);
2477 int   cl_io_is_going     (const struct lu_env *env);
2478
2479 /**
2480  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2481  */
2482 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2483 {
2484         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2485 }
2486
2487 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2488 {
2489         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2490 }
2491
2492 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2493 {
2494         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2495 }
2496
2497 /**
2498  * True, iff \a io is a truncate(2).
2499  */
2500 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2501 {
2502         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2503                 (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_SIZE);
2504 }
2505
2506 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2507
2508 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2509                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2510
2511 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2512 do {                                                                    \
2513         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2514                                                                         \
2515         CLASSERT(offsetof(typeof(*__foo_io), base) == 0);               \
2516         memset(&__foo_io->base + 1, 0,                                  \
2517                (sizeof *__foo_io) - sizeof __foo_io->base);             \
2518 } while (0)
2519
2520 /** @} cl_io */
2521
2522 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2523  * @{ */
2524
2525 /**
2526  * Last page in the page list.
2527  */
2528 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2529 {
2530         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2531         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2532 }
2533
2534 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2535 {
2536         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2537         return list_entry(plist->pl_pages.next, struct cl_page, cp_batch);
2538 }
2539
2540 /**
2541  * Iterate over pages in a page list.
2542  */
2543 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2544         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2545
2546 /**
2547  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2548  */
2549 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2550         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2551
2552 void cl_page_list_init   (struct cl_page_list *plist);
2553 void cl_page_list_add    (struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2554 void cl_page_list_move   (struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2555                           struct cl_page *page);
2556 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2557                           struct cl_page *page);
2558 void cl_page_list_splice (struct cl_page_list *list,
2559                           struct cl_page_list *head);
2560 void cl_page_list_del    (const struct lu_env *env,
2561                           struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2562 void cl_page_list_disown (const struct lu_env *env,
2563                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2564 int  cl_page_list_own    (const struct lu_env *env,
2565                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2566 void cl_page_list_assume (const struct lu_env *env,
2567                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2568 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2569                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2570 void cl_page_list_fini   (const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2571
2572 void cl_2queue_init     (struct cl_2queue *queue);
2573 void cl_2queue_add      (struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2574 void cl_2queue_disown   (const struct lu_env *env,
2575                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2576 void cl_2queue_assume   (const struct lu_env *env,
2577                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2578 void cl_2queue_discard  (const struct lu_env *env,
2579                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2580 void cl_2queue_fini     (const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2581 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2582
2583 /** @} cl_page_list */
2584
2585 /** \defgroup cl_req cl_req
2586  * @{ */
2587 struct cl_req *cl_req_alloc(const struct lu_env *env, struct cl_page *page,
2588                             enum cl_req_type crt, int nr_objects);
2589
2590 void cl_req_page_add  (const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2591                        struct cl_page *page);
2592 void cl_req_page_done (const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2593 int  cl_req_prep      (const struct lu_env *env, struct cl_req *req);
2594 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2595                      struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
2596 void cl_req_completion(const struct lu_env *env, struct cl_req *req, int ioret);
2597
2598 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2599  * @{ */
2600
2601 /**
2602  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2603  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2604  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2605  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2606  */
2607 struct cl_sync_io {
2608         /** number of pages yet to be transferred. */
2609         atomic_t                csi_sync_nr;
2610         /** error code. */
2611         int                     csi_sync_rc;
2612         /** barrier of destroy this structure */
2613         atomic_t                csi_barrier;
2614         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2615         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2616         /** callback to invoke when this IO is finished */
2617         void                    (*csi_end_io)(const struct lu_env *,
2618                                               struct cl_sync_io *);
2619 };
2620
2621 void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
2622                      void (*end)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *));
2623 int  cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2624                      long timeout);
2625 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2626                      int ioret);
2627 void cl_sync_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor);
2628
2629 /** @} cl_sync_io */
2630
2631 /** @} cl_req */
2632
2633 /** \defgroup cl_env cl_env
2634  *
2635  * lu_env handling for a client.
2636  *
2637  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2638  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2639  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2640  * where
2641  *
2642  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2643  *
2644  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2645  *
2646  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2647  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2648  * into VFS or MM that call back into lustre.
2649  *
2650  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2651  * optimizations:
2652  *
2653  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2654  *     longer used environments instead of destroying them;
2655  *
2656  *     - there is a notion of "current" environment, attached to the kernel
2657  *     data structure representing current thread Top-level lustre code
2658  *     allocates an environment and makes it current, then calls into
2659  *     non-lustre code, that in turn calls lustre back. Low-level lustre
2660  *     code thus called can fetch environment created by the top-level code
2661  *     and reuse it, avoiding additional environment allocation.
2662  *       Right now, three interfaces can attach the cl_env to running thread:
2663  *       - cl_env_get
2664  *       - cl_env_implant
2665  *       - cl_env_reexit(cl_env_reenter had to be called priorly)
2666  *
2667  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2668  * @{ */
2669
2670 struct cl_env_nest {
2671         int   cen_refcheck;
2672         void *cen_cookie;
2673 };
2674
2675 struct lu_env *cl_env_peek       (int *refcheck);
2676 struct lu_env *cl_env_get        (int *refcheck);
2677 struct lu_env *cl_env_alloc      (int *refcheck, __u32 tags);
2678 struct lu_env *cl_env_nested_get (struct cl_env_nest *nest);
2679 void           cl_env_put        (struct lu_env *env, int *refcheck);
2680 void           cl_env_nested_put (struct cl_env_nest *nest, struct lu_env *env);
2681 void          *cl_env_reenter    (void);
2682 void           cl_env_reexit     (void *cookie);
2683 void           cl_env_implant    (struct lu_env *env, int *refcheck);
2684 void           cl_env_unplant    (struct lu_env *env, int *refcheck);
2685 unsigned       cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2686 struct lu_env *cl_env_percpu_get (void);
2687 void           cl_env_percpu_put (struct lu_env *env);
2688
2689 /** @} cl_env */
2690
2691 /*
2692  * Misc
2693  */
2694 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2695 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2696
2697 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2698                                 struct lu_device_type *ldt,
2699                                 struct lu_device *next);
2700 /** @} clio */
2701
2702 int cl_global_init(void);
2703 void cl_global_fini(void);
2704
2705 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */