Whamcloud - gitweb
LU-5814 llite: add cl_object_maxbytes()
[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          * Get maximum size of the object.
455          */
456         loff_t (*coo_maxbytes)(struct cl_object *obj);
457 };
458
459 /**
460  * Extended header for client object.
461  */
462 struct cl_object_header {
463         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
464          * here. */
465         struct lu_object_header coh_lu;
466
467         /**
468          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
469          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
470          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
471          * field allows certain code to be written generically, without
472          * limiting possible cl_object layouts unduly.
473          */
474         struct cl_object_header *coh_parent;
475         /**
476          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
477          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
478          * from.
479          *
480          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
481          */
482         spinlock_t               coh_attr_guard;
483         /**
484          * Size of cl_page + page slices
485          */
486         unsigned short           coh_page_bufsize;
487         /**
488          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
489          * sub-object, etc.
490          */
491         unsigned char            coh_nesting;
492 };
493
494 /**
495  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
496  * layer top-to-bottom to \a slice.
497  */
498 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
499         list_for_each_entry((slice),                            \
500                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
501                             co_lu.lo_linkage)
502
503 /**
504  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
505  * layer bottom-to-top to \a slice.
506  */
507 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
508         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
509                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
510                                     co_lu.lo_linkage)
511
512 /** @} cl_object */
513
514 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
515
516 /** \addtogroup cl_page cl_page
517  * @{ */
518
519 /** \struct cl_page
520  * Layered client page.
521  *
522  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
523  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
524  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
525  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
526  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
527  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
528  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
529  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
530  *
531  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
532  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
533  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
534  *    current design) that
535  *
536  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
537  *          memory pressure),
538  *
539  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
540  *          environment.
541  *
542  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
543  *    established when cl_page is created.
544  *
545  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
546  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
547  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
548  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
549  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
550  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
551  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
552  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
553  *
554  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
555  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
556  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
557  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
558  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
559  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
560  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
561  *    different ways to own a page in the client:
562  *
563  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
564  *
565  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
566  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
567  *
568  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
569  *    cl_page_unassume().
570  *
571  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
572  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
573  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
574  *    destroyed.
575  *
576  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
577  *    pages is the following:
578  *
579  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
580  *          to a page:
581  *
582  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
583  *              spin-lock;
584  *
585  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
586  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
587  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
588  *
589  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
590  *          ways are severed with the proper synchronization
591  *          (cl_page_delete());
592  *
593  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
594  *          lock;
595  *
596  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
597  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
598  *
599  *    Together this guarantees that when last reference to a
600  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
601  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
602  *    ones exist.
603  *
604  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
605  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
606  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
607  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
608  *    page.
609  *
610  * Linux Kernel implementation.
611  *
612  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
613  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
614  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
615  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
616  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
617  *    private data structures).
618  *
619  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
620  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
621  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
622  *    transfer.
623  *
624  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
625  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
626  */
627
628 /**
629  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
630  *
631  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
632  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
633  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
634  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
635  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
636  * are interested in them.
637  */
638 enum cl_page_state {
639         /**
640          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
641          * following cases:
642          *
643          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
644          *     owns it;
645          *
646          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
647          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
648          *     into an cl_req being constructed, and yanks it from the cache;
649          *
650          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
651          *     evict the page form the memory;
652          *
653          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
654          */
655         CPS_CACHED,
656         /**
657          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
658          * state as a result of
659          *
660          *     - io creating new page and immediately owning it;
661          *
662          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
663          *     and owning it;
664          *
665          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
666          *     and waiting for owner to release the page;
667          *
668          * Page leaves owned state in the following cases:
669          *
670          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
671          *     the cache, doing nothing;
672          *
673          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
674          *     this page;
675          *
676          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
677          *     transfer for this page;
678          *
679          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
680          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
681          *
682          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
683          */
684         CPS_OWNED,
685         /**
686          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
687          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
688          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
689          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
690          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
691          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
692          * made by the hosting environment (that effectively means that the
693          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
694          * advance". This property is mentioned, because it is important when
695          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
696          * enter this state as a result of
697          *
698          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
699          *     write-out of this page, or
700          *
701          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
702          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
703          *     transfer.
704          *
705          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
706          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
707          *
708          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
709          *
710          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
711          */
712         CPS_PAGEOUT,
713         /**
714          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
715          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
716          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
717          * construction of read cl_req from cached, presumably not up to date,
718          * pages.
719          *
720          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
721          *
722          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
723          */
724         CPS_PAGEIN,
725         /**
726          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
727          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
728          * of truncate.
729          *
730          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
731          *
732          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
733          */
734         CPS_FREEING,
735         CPS_NR
736 };
737
738 enum cl_page_type {
739         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
740          * belongs to. */
741         CPT_CACHEABLE = 1,
742
743         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
744          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
745          *  it is used in DirectIO, lockless IO and liblustre. */
746         CPT_TRANSIENT,
747 };
748
749 /**
750  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
751  * immutables.
752  *
753  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
754  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
755  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
756  * cl_page::cp_owner (when set).
757  */
758 struct cl_page {
759         /** Reference counter. */
760         atomic_t                 cp_ref;
761         /** Transfer error. */
762         int                      cp_error;
763         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
764         struct cl_object        *cp_obj;
765         /** vmpage */
766         struct page             *cp_vmpage;
767         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
768         struct list_head         cp_batch;
769         /** List of slices. Immutable after creation. */
770         struct list_head         cp_layers;
771         /** Linkage of pages within cl_req. */
772         struct list_head         cp_flight;
773         /**
774          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
775          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
776          */
777         const enum cl_page_state cp_state;
778         /**
779          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
780          * creation.
781          */
782         enum cl_page_type        cp_type;
783
784         /**
785          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
786          * by sub-io. Protected by a VM lock.
787          */
788         struct cl_io            *cp_owner;
789         /**
790          * Owning IO request in cl_page_state::CPS_PAGEOUT and
791          * cl_page_state::CPS_PAGEIN states. This field is maintained only in
792          * the top-level pages. Protected by a VM lock.
793          */
794         struct cl_req           *cp_req;
795         /** List of references to this page, for debugging. */
796         struct lu_ref            cp_reference;
797         /** Link to an object, for debugging. */
798         struct lu_ref_link       cp_obj_ref;
799         /** Link to a queue, for debugging. */
800         struct lu_ref_link       cp_queue_ref;
801         /** Assigned if doing a sync_io */
802         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
803 };
804
805 /**
806  * Per-layer part of cl_page.
807  *
808  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
809  */
810 struct cl_page_slice {
811         struct cl_page                  *cpl_page;
812         pgoff_t                          cpl_index;
813         /**
814          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
815          * creation.
816          */
817         struct cl_object                *cpl_obj;
818         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
819         /** Linkage into cl_page::cp_layers. Immutable after creation. */
820         struct list_head                 cpl_linkage;
821 };
822
823 /**
824  * Lock mode. For the client extent locks.
825  *
826  * \ingroup cl_lock
827  */
828 enum cl_lock_mode {
829         CLM_READ,
830         CLM_WRITE,
831         CLM_GROUP,
832         CLM_MAX,
833 };
834
835 /**
836  * Requested transfer type.
837  * \ingroup cl_req
838  */
839 enum cl_req_type {
840         CRT_READ,
841         CRT_WRITE,
842         CRT_NR
843 };
844
845 /**
846  * Per-layer page operations.
847  *
848  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
849  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
850  * the obvious cases (like cl_page_operations::cpo_own()).
851  *
852  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
853  */
854 struct cl_page_operations {
855         /**
856          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
857          * implement these. Current code assumes that this functionality is
858          * provided by the topmost layer, see cl_page_disown0() as an example.
859          */
860
861         /**
862          * Called when \a io acquires this page into the exclusive
863          * ownership. When this method returns, it is guaranteed that the is
864          * not owned by other io, and no transfer is going on against
865          * it. Optional.
866          *
867          * \see cl_page_own()
868          * \see vvp_page_own(), lov_page_own()
869          */
870         int  (*cpo_own)(const struct lu_env *env,
871                         const struct cl_page_slice *slice,
872                         struct cl_io *io, int nonblock);
873         /** Called when ownership it yielded. Optional.
874          *
875          * \see cl_page_disown()
876          * \see vvp_page_disown()
877          */
878         void (*cpo_disown)(const struct lu_env *env,
879                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
880         /**
881          * Called for a page that is already "owned" by \a io from VM point of
882          * view. Optional.
883          *
884          * \see cl_page_assume()
885          * \see vvp_page_assume(), lov_page_assume()
886          */
887         void (*cpo_assume)(const struct lu_env *env,
888                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
889         /** Dual to cl_page_operations::cpo_assume(). Optional. Called
890          * bottom-to-top when IO releases a page without actually unlocking
891          * it.
892          *
893          * \see cl_page_unassume()
894          * \see vvp_page_unassume()
895          */
896         void (*cpo_unassume)(const struct lu_env *env,
897                              const struct cl_page_slice *slice,
898                              struct cl_io *io);
899         /**
900          * Announces whether the page contains valid data or not by \a uptodate.
901          *
902          * \see cl_page_export()
903          * \see vvp_page_export()
904          */
905         void  (*cpo_export)(const struct lu_env *env,
906                             const struct cl_page_slice *slice, int uptodate);
907         /**
908          * Checks whether underlying VM page is locked (in the suitable
909          * sense). Used for assertions.
910          *
911          * \retval    -EBUSY: page is protected by a lock of a given mode;
912          * \retval  -ENODATA: page is not protected by a lock;
913          * \retval         0: this layer cannot decide. (Should never happen.)
914          */
915         int (*cpo_is_vmlocked)(const struct lu_env *env,
916                                const struct cl_page_slice *slice);
917         /**
918          * Page destruction.
919          */
920
921         /**
922          * Called when page is truncated from the object. Optional.
923          *
924          * \see cl_page_discard()
925          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
926          */
927         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
928                             const struct cl_page_slice *slice,
929                             struct cl_io *io);
930         /**
931          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
932          * destroyed. Optional.
933          *
934          * \see cl_page_delete()
935          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
936          */
937         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
938                            const struct cl_page_slice *slice);
939         /** Destructor. Frees resources and slice itself. */
940         void (*cpo_fini)(const struct lu_env *env,
941                          struct cl_page_slice *slice);
942         /**
943          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
944          *
945          * \see cl_page_print()
946          */
947         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
948                          const struct cl_page_slice *slice,
949                          void *cookie, lu_printer_t p);
950         /**
951          * \name transfer
952          *
953          * Transfer methods. See comment on cl_req for a description of
954          * transfer formation and life-cycle.
955          *
956          * @{
957          */
958         /**
959          * Request type dependent vector of operations.
960          *
961          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
962          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
963          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
964          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
965          * provided. That is, method invocation usually looks like
966          *
967          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
968          */
969         struct {
970                 /**
971                  * Called when a page is submitted for a transfer as a part of
972                  * cl_page_list.
973                  *
974                  * \return    0         : page is eligible for submission;
975                  * \return    -EALREADY : skip this page;
976                  * \return    -ve       : error.
977                  *
978                  * \see cl_page_prep()
979                  */
980                 int  (*cpo_prep)(const struct lu_env *env,
981                                  const struct cl_page_slice *slice,
982                                  struct cl_io *io);
983                 /**
984                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
985                  * fired after cl_page_operations::cpo_prep() or
986                  * cl_page_operations::cpo_make_ready() call.
987                  *
988                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
989                  * guaranteed however, that the page involved and its object
990                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
991                  * safe).
992                  *
993                  * \see cl_page_completion()
994                  */
995                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
996                                        const struct cl_page_slice *slice,
997                                        int ioret);
998                 /**
999                  * Called when cached page is about to be added to the
1000                  * cl_req as a part of req formation.
1001                  *
1002                  * \return    0       : proceed with this page;
1003                  * \return    -EAGAIN : skip this page;
1004                  * \return    -ve     : error.
1005                  *
1006                  * \see cl_page_make_ready()
1007                  */
1008                 int  (*cpo_make_ready)(const struct lu_env *env,
1009                                        const struct cl_page_slice *slice);
1010         } io[CRT_NR];
1011         /**
1012          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
1013          * transmitted.
1014          *
1015          * This is used for immediate transfers.
1016          *
1017          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
1018          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
1019          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
1020          * this for page queues.
1021          *
1022          * \see cl_page_clip()
1023          */
1024         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
1025                          const struct cl_page_slice *slice,
1026                          int from, int to);
1027         /**
1028          * \pre  the page was queued for transferring.
1029          * \post page is removed from client's pending list, or -EBUSY
1030          *       is returned if it has already been in transferring.
1031          *
1032          * This is one of seldom page operation which is:
1033          * 0. called from top level;
1034          * 1. don't have vmpage locked;
1035          * 2. every layer should synchronize execution of its ->cpo_cancel()
1036          *    with completion handlers. Osc uses client obd lock for this
1037          *    purpose. Based on there is no vvp_page_cancel and
1038          *    lov_page_cancel(), cpo_cancel is defacto protected by client lock.
1039          *
1040          * \see osc_page_cancel().
1041          */
1042         int (*cpo_cancel)(const struct lu_env *env,
1043                           const struct cl_page_slice *slice);
1044         /**
1045          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
1046          * right now.
1047          *
1048          * \see cl_page_flush()
1049          */
1050         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
1051                          const struct cl_page_slice *slice,
1052                          struct cl_io *io);
1053         /** @} transfer */
1054 };
1055
1056 /**
1057  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
1058  */
1059 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
1060 do {                                                                    \
1061         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1062                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1063                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
1064                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1065         }                                                               \
1066 } while (0)
1067
1068 /**
1069  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
1070  */
1071 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
1072 do {                                                                          \
1073         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
1074                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
1075                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
1076                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                        \
1077         }                                                                     \
1078 } while (0)
1079
1080 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
1081 {
1082         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
1083         return page->cp_vmpage;
1084 }
1085
1086 /**
1087  * Check if a cl_page is in use.
1088  *
1089  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
1090  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
1091  */
1092 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1093 {
1094         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
1095 }
1096
1097 /**
1098  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
1099  */
1100 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1101 /**
1102  * Caller doesn't hold a refcount.
1103  */
1104 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1105
1106 /** @} cl_page */
1107
1108 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1109  * @{ */
1110 /** \struct cl_lock
1111  *
1112  * Extent locking on the client.
1113  *
1114  * LAYERING
1115  *
1116  * The locking model of the new client code is built around
1117  *
1118  *        struct cl_lock
1119  *
1120  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1121  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1122  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1123  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1124  *
1125  * Typical cl_lock consists of the two layers:
1126  *
1127  *     - vvp_lock (vvp specific data), and
1128  *     - lov_lock (lov specific data).
1129  *
1130  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1131  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1132  *
1133  *     - lovsub_lock, and
1134  *     - osc_lock
1135  *
1136  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1137  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1138  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1139  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1140  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1141  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1142  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1143  *
1144  * LIFE CYCLE
1145  *
1146  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1147  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1148  * I/O is complete.
1149  *
1150  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1151  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1152  *
1153  * INTERFACE AND USAGE
1154  *
1155  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1156  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1157  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1158  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1159  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1160  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1161  * OST side.
1162  *
1163  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1164  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1165  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1166  * clo_enqueue time, is released.
1167  *
1168  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1169  *
1170  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1171  *
1172  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1173  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1174  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1175  *
1176  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1177  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1178  *
1179  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1180  *
1181  *     - locks are released after IO is complete.
1182  *
1183  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1184  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1185  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1186  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1187  *
1188  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1189  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1190  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1191  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1192  * sacrificing correctness. This includes:
1193  *
1194  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1195  *  atomicity;
1196  *
1197  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1198  *
1199  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1200  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1201  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1202  *
1203  * Interaction with DLM
1204  *
1205  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1206  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1207  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1208  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1209  * description of interaction with DLM.
1210  */
1211
1212 /**
1213  * Lock description.
1214  */
1215 struct cl_lock_descr {
1216         /** Object this lock is granted for. */
1217         struct cl_object *cld_obj;
1218         /** Index of the first page protected by this lock. */
1219         pgoff_t           cld_start;
1220         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1221         pgoff_t           cld_end;
1222         /** Group ID, for group lock */
1223         __u64             cld_gid;
1224         /** Lock mode. */
1225         enum cl_lock_mode cld_mode;
1226         /**
1227          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1228          * enum cl_enq_flags.
1229          */
1230         __u32             cld_enq_flags;
1231 };
1232
1233 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1234 #define PDESCR(descr)                                                   \
1235         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1236         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1237
1238 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1239
1240 /**
1241  * Layered client lock.
1242  */
1243 struct cl_lock {
1244         /** List of slices. Immutable after creation. */
1245         struct list_head      cll_layers;
1246         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1247         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1248 };
1249
1250 /**
1251  * Per-layer part of cl_lock
1252  *
1253  * \see vvp_lock, lov_lock, lovsub_lock, osc_lock
1254  */
1255 struct cl_lock_slice {
1256         struct cl_lock                  *cls_lock;
1257         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1258          * creation. */
1259         struct cl_object                *cls_obj;
1260         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1261         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1262         struct list_head                 cls_linkage;
1263 };
1264
1265 /**
1266  *
1267  * \see vvp_lock_ops, lov_lock_ops, lovsub_lock_ops, osc_lock_ops
1268  */
1269 struct cl_lock_operations {
1270         /** @{ */
1271         /**
1272          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1273          *
1274          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1275          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1276          *              @anchor for resources
1277          * \retval -ve  failure
1278          *
1279          * \see vvp_lock_enqueue(), lov_lock_enqueue(), lovsub_lock_enqueue(),
1280          * \see osc_lock_enqueue()
1281          */
1282         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1283                             const struct cl_lock_slice *slice,
1284                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1285         /**
1286          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1287          * DLM lock
1288          */
1289         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1290                            const struct cl_lock_slice *slice);
1291         /** @} */
1292         /**
1293          * Destructor. Frees resources and the slice.
1294          *
1295          * \see vvp_lock_fini(), lov_lock_fini(), lovsub_lock_fini(),
1296          * \see osc_lock_fini()
1297          */
1298         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1299         /**
1300          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1301          */
1302         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1303                          void *cookie, lu_printer_t p,
1304                          const struct cl_lock_slice *slice);
1305 };
1306
1307 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1308 do {                                                                    \
1309         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1310                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1311                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1312                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
1313         }                                                               \
1314 } while (0)
1315
1316 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1317         if (likely(expr))                                               \
1318                 break;                                                  \
1319                                                                         \
1320         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1321         LBUG();                                                         \
1322 } while (0)
1323
1324 /** @} cl_lock */
1325
1326 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1327  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1328  *
1329  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1330  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1331  * pages:
1332  *
1333  *     - submit pages for an immediate transfer,
1334  *
1335  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1336  *
1337  *     - discard pages.
1338  *
1339  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1340  *
1341  * \todo XXX concurrency control.
1342  *
1343  * @{
1344  */
1345 struct cl_page_list {
1346         unsigned                 pl_nr;
1347         struct list_head         pl_pages;
1348         struct task_struct      *pl_owner;
1349 };
1350
1351 /** 
1352  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1353  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1354  */
1355 struct cl_2queue {
1356         struct cl_page_list c2_qin;
1357         struct cl_page_list c2_qout;
1358 };
1359
1360 /** @} cl_page_list */
1361
1362 /** \addtogroup cl_io cl_io
1363  * @{ */
1364 /** \struct cl_io
1365  * I/O
1366  *
1367  * cl_io represents a high level I/O activity like
1368  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1369  * lock.
1370  *
1371  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1372  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1373  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1374  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1375  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1376  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1377  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1378  * by using free-lists, see cl_env_get().
1379  *
1380  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1381  * cl_io_type.
1382  *
1383  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1384  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1385  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1386  * released.
1387  *
1388  * For read/write io overall execution plan is as following:
1389  *
1390  *     (0) initialize io state through all layers;
1391  *
1392  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1393  *
1394  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1395  *
1396  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1397  *
1398  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1399  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1400  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1401  *
1402  *     (5) release locks
1403  *
1404  *     (6) repeat loop.
1405  *
1406  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1407  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1408  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1409  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1410  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1411  */
1412
1413 /** IO types */
1414 enum cl_io_type {
1415         /** read system call */
1416         CIT_READ,
1417         /** write system call */
1418         CIT_WRITE,
1419         /** truncate, utime system calls */
1420         CIT_SETATTR,
1421         /**
1422          * page fault handling
1423          */
1424         CIT_FAULT,
1425         /**
1426          * fsync system call handling
1427          * To write out a range of file
1428          */
1429         CIT_FSYNC,
1430         /**
1431          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1432          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1433          *
1434          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1435          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1436          *     to the server;
1437          *
1438          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1439          *     for memory cleansing;
1440          *
1441          *     - glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1442          *
1443          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1444          *
1445          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1446          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1447          * cl_io_loop() is never called for it.
1448          */
1449         CIT_MISC,
1450         CIT_OP_NR
1451 };
1452
1453 /**
1454  * States of cl_io state machine
1455  */
1456 enum cl_io_state {
1457         /** Not initialized. */
1458         CIS_ZERO,
1459         /** Initialized. */
1460         CIS_INIT,
1461         /** IO iteration started. */
1462         CIS_IT_STARTED,
1463         /** Locks taken. */
1464         CIS_LOCKED,
1465         /** Actual IO is in progress. */
1466         CIS_IO_GOING,
1467         /** IO for the current iteration finished. */
1468         CIS_IO_FINISHED,
1469         /** Locks released. */
1470         CIS_UNLOCKED,
1471         /** Iteration completed. */
1472         CIS_IT_ENDED,
1473         /** cl_io finalized. */
1474         CIS_FINI
1475 };
1476
1477 /**
1478  * IO state private for a layer.
1479  *
1480  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1481  * dynamically.
1482  *
1483  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1484  */
1485 struct cl_io_slice {
1486         struct cl_io                    *cis_io;
1487         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1488         struct cl_object                *cis_obj;
1489         /** io operations. Immutable after creation. */
1490         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1491         /**
1492          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1493          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1494          */
1495         struct list_head                cis_linkage;
1496 };
1497
1498 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1499                               struct cl_page *);
1500
1501 struct cl_read_ahead {
1502         /* Maximum page index the readahead window will end.
1503          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1504          * cra_end is included. */
1505         pgoff_t cra_end;
1506         /* Release routine. If readahead holds resources underneath, this
1507          * function should be called to release it. */
1508         void    (*cra_release)(const struct lu_env *env, void *cbdata);
1509         /* Callback data for cra_release routine */
1510         void    *cra_cbdata;
1511 };
1512
1513 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1514                                          struct cl_read_ahead *ra)
1515 {
1516         if (ra->cra_release != NULL)
1517                 ra->cra_release(env, ra->cra_cbdata);
1518         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1519 }
1520
1521
1522 /**
1523  * Per-layer io operations.
1524  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1525  */
1526 struct cl_io_operations {
1527         /**
1528          * Vector of io state transition methods for every io type.
1529          *
1530          * \see cl_page_operations::io
1531          */
1532         struct {
1533                 /**
1534                  * Prepare io iteration at a given layer.
1535                  *
1536                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1537                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1538                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1539                  *
1540                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1541                  */
1542                 int (*cio_iter_init) (const struct lu_env *env,
1543                                       const struct cl_io_slice *slice);
1544                 /**
1545                  * Finalize io iteration.
1546                  *
1547                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1548                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1549                  * continued.
1550                  *
1551                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1552                  */
1553                 void (*cio_iter_fini) (const struct lu_env *env,
1554                                        const struct cl_io_slice *slice);
1555                 /**
1556                  * Collect locks for the current iteration of io.
1557                  *
1558                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1559                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1560                  * anything, instead it should post a lock through
1561                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1562                  * sorted and enqueued in the proper order.
1563                  */
1564                 int  (*cio_lock) (const struct lu_env *env,
1565                                   const struct cl_io_slice *slice);
1566                 /**
1567                  * Finalize unlocking.
1568                  *
1569                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1570                  * functionality, after generic code released all locks
1571                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1572                  */
1573                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1574                                     const struct cl_io_slice *slice);
1575                 /**
1576                  * Start io iteration.
1577                  *
1578                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1579                  * commence actual IO. In the current implementation,
1580                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1581                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1582                  * are called when everything is done.
1583                  */
1584                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1585                                   const struct cl_io_slice *slice);
1586                 /**
1587                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1588                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1589                  */
1590                 void (*cio_end)  (const struct lu_env *env,
1591                                   const struct cl_io_slice *slice);
1592                 /**
1593                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1594                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1595                  */
1596                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1597                                     const struct cl_io_slice *slice,
1598                                     size_t nob);
1599                 /**
1600                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1601                  */
1602                 void (*cio_fini) (const struct lu_env *env,
1603                                   const struct cl_io_slice *slice);
1604         } op[CIT_OP_NR];
1605
1606         /**
1607          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1608          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1609          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1610          * submission failed after some pages were moved into \a
1611          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1612          * executed on them.
1613          */
1614         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1615                         const struct cl_io_slice *slice,
1616                         enum cl_req_type crt,
1617                         struct cl_2queue *queue);
1618         /**
1619          * Queue async page for write.
1620          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1621          * cio_submit is for urgent request.
1622          */
1623         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1624                         const struct cl_io_slice *slice,
1625                         struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1626                         cl_commit_cbt cb);
1627         /**
1628          * Decide maximum read ahead extent
1629          *
1630          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1631          */
1632         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1633                               const struct cl_io_slice *slice,
1634                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1635         /**
1636          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1637          */
1638         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1639                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1640 };
1641
1642 /**
1643  * Flags to lock enqueue procedure.
1644  * \ingroup cl_lock
1645  */
1646 enum cl_enq_flags {
1647         /**
1648          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1649          * -EWOULDBLOCK is returned immediately.
1650          */
1651         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1652         /**
1653          * take lock asynchronously (out of order), as it cannot
1654          * deadlock. This is for LDLM_FL_HAS_INTENT locks used for glimpsing.
1655          */
1656         CEF_ASYNC        = 0x00000002,
1657         /**
1658          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1659          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1660          * protected by this lock, without sending them to the server.
1661          */
1662         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1663         /**
1664          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1665          * mmapped-buffer locks and glimpse locks that must be never converted
1666          * into lockless mode.
1667          *
1668          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock().
1669          */
1670         CEF_MUST         = 0x00000008,
1671         /**
1672          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1673          * not used currently.
1674          *
1675          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1676          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1677          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1678          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1679          * that are described by the enqueue flags.
1680          */
1681         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1682         /**
1683          * for async glimpse lock.
1684          */
1685         CEF_AGL          = 0x00000020,
1686         /**
1687          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1688          */
1689         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1690         /**
1691          * mask of enq_flags.
1692          */
1693         CEF_MASK         = 0x0000007f,
1694 };
1695
1696 /**
1697  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1698  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1699  */
1700 struct cl_io_lock_link {
1701         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1702         struct list_head        cill_linkage;
1703         struct cl_lock          cill_lock;
1704         /** optional destructor */
1705         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1706                                              struct cl_io_lock_link *link);
1707 };
1708 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1709
1710 /**
1711  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1712  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1713  * possible, because
1714  *
1715  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1716  *        "cascading timeouts";
1717  *
1718  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1719  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1720  *
1721  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1722  *
1723  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1724  *
1725  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1726  *
1727  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1728  *
1729  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1730  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1731  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1732  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1733  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1734  *
1735  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1736  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1737  * enqueued.
1738  */
1739 struct cl_lockset {
1740         /** locks to be acquired. */
1741         struct list_head  cls_todo;
1742         /** locks acquired. */
1743         struct list_head  cls_done;
1744 };
1745
1746 /**
1747  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1748  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1749  */
1750 enum cl_io_lock_dmd {
1751         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1752         CILR_MANDATORY = 0,
1753         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1754         CILR_MAYBE,
1755         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1756         CILR_NEVER
1757 };
1758
1759 enum cl_fsync_mode {
1760         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1761         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1762         /** start writeback and wait for them to finish */
1763         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1764         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1765         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1766         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1767          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished */
1768         CL_FSYNC_ALL   = 3
1769 };
1770
1771 struct cl_io_rw_common {
1772         loff_t      crw_pos;
1773         size_t      crw_count;
1774         int         crw_nonblock;
1775 };
1776
1777
1778 /**
1779  * State for io.
1780  *
1781  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1782  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1783  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1784  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1785  * mutable cl_io fields.
1786  */
1787 struct cl_io {
1788         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1789         enum cl_io_type                ci_type;
1790         /** current state of cl_io state machine. */
1791         enum cl_io_state               ci_state;
1792         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1793         struct cl_object              *ci_obj;
1794         /**
1795          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1796          * creation.
1797          */
1798         struct cl_io                  *ci_parent;
1799         /** List of slices. Immutable after creation. */
1800         struct list_head                ci_layers;
1801         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1802         struct cl_lockset              ci_lockset;
1803         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1804         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1805         union {
1806                 struct cl_rd_io {
1807                         struct cl_io_rw_common rd;
1808                 } ci_rd;
1809                 struct cl_wr_io {
1810                         struct cl_io_rw_common wr;
1811                         int                    wr_append;
1812                         int                    wr_sync;
1813                 } ci_wr;
1814                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1815                 struct cl_setattr_io {
1816                         struct ost_lvb           sa_attr;
1817                         unsigned int             sa_attr_flags;
1818                         unsigned int             sa_valid;
1819                         int                      sa_stripe_index;
1820                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1821                         struct obd_capa         *sa_capa;
1822                 } ci_setattr;
1823                 struct cl_fault_io {
1824                         /** page index within file. */
1825                         pgoff_t         ft_index;
1826                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1827                         size_t          ft_nob;
1828                         /** writable page? for nopage() only */
1829                         int             ft_writable;
1830                         /** page of an executable? */
1831                         int             ft_executable;
1832                         /** page_mkwrite() */
1833                         int             ft_mkwrite;
1834                         /** resulting page */
1835                         struct cl_page *ft_page;
1836                 } ci_fault;
1837                 struct cl_fsync_io {
1838                         loff_t             fi_start;
1839                         loff_t             fi_end;
1840                         struct obd_capa   *fi_capa;
1841                         /** file system level fid */
1842                         struct lu_fid     *fi_fid;
1843                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1844                         /* how many pages were written/discarded */
1845                         unsigned int       fi_nr_written;
1846                 } ci_fsync;
1847         } u;
1848         struct cl_2queue     ci_queue;
1849         size_t               ci_nob;
1850         int                  ci_result;
1851         unsigned int         ci_continue:1,
1852         /**
1853          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1854          * don't do lockless i/o.
1855          */
1856                              ci_no_srvlock:1,
1857         /**
1858          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1859          */
1860                              ci_need_restart:1,
1861         /**
1862          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1863          * change(page operations, layout change causes all page to be
1864          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1865          */
1866                              ci_ignore_layout:1,
1867         /**
1868          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1869          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1870          * verify layout because HSM won't release openning files.
1871          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1872          * and setattr.
1873          */
1874                              ci_verify_layout:1,
1875         /**
1876          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1877          */
1878                              ci_restore_needed:1,
1879         /**
1880          * O_NOATIME
1881          */
1882                              ci_noatime:1;
1883         /**
1884          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1885          */
1886         unsigned             ci_owned_nr;
1887 };
1888
1889 /** @} cl_io */
1890
1891 /** \addtogroup cl_req cl_req
1892  * @{ */
1893 /** \struct cl_req
1894  * Transfer.
1895  *
1896  * There are two possible modes of transfer initiation on the client:
1897  *
1898  *     - immediate transfer: this is started when a high level io wants a page
1899  *       or a collection of pages to be transferred right away. Examples:
1900  *       read-ahead, synchronous read in the case of non-page aligned write,
1901  *       page write-out as a part of extent lock cancellation, page write-out
1902  *       as a part of memory cleansing. Immediate transfer can be both
1903  *       cl_req_type::CRT_READ and cl_req_type::CRT_WRITE;
1904  *
1905  *     - opportunistic transfer (cl_req_type::CRT_WRITE only), that happens
1906  *       when io wants to transfer a page to the server some time later, when
1907  *       it can be done efficiently. Example: pages dirtied by the write(2)
1908  *       path.
1909  *
1910  * In any case, transfer takes place in the form of a cl_req, which is a
1911  * representation for a network RPC.
1912  *
1913  * Pages queued for an opportunistic transfer are cached until it is decided
1914  * that efficient RPC can be composed of them. This decision is made by "a
1915  * req-formation engine", currently implemented as a part of osc
1916  * layer. Req-formation depends on many factors: the size of the resulting
1917  * RPC, whether or not multi-object RPCs are supported by the server,
1918  * max-rpc-in-flight limitations, size of the dirty cache, etc.
1919  *
1920  * For the immediate transfer io submits a cl_page_list, that req-formation
1921  * engine slices into cl_req's, possibly adding cached pages to some of
1922  * the resulting req's.
1923  *
1924  * Whenever a page from cl_page_list is added to a newly constructed req, its
1925  * cl_page_operations::cpo_prep() layer methods are called. At that moment,
1926  * page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_OWNED to
1927  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT or cl_page_state::CPS_PAGEIN, cl_page::cp_owner
1928  * is zeroed, and cl_page::cp_req is set to the
1929  * req. cl_page_operations::cpo_prep() method at the particular layer might
1930  * return -EALREADY to indicate that it does not need to submit this page
1931  * at all. This is possible, for example, if page, submitted for read,
1932  * became up-to-date in the meantime; and for write, the page don't have
1933  * dirty bit marked. \see cl_io_submit_rw()
1934  *
1935  * Whenever a cached page is added to a newly constructed req, its
1936  * cl_page_operations::cpo_make_ready() layer methods are called. At that
1937  * moment, page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_CACHED to
1938  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT, and cl_page::cp_req is set to
1939  * req. cl_page_operations::cpo_make_ready() method at the particular layer
1940  * might return -EAGAIN to indicate that this page is not eligible for the
1941  * transfer right now.
1942  *
1943  * FUTURE
1944  *
1945  * Plan is to divide transfers into "priority bands" (indicated when
1946  * submitting cl_page_list, and queuing a page for the opportunistic transfer)
1947  * and allow glueing of cached pages to immediate transfers only within single
1948  * band. This would make high priority transfers (like lock cancellation or
1949  * memory pressure induced write-out) really high priority.
1950  *
1951  */
1952
1953 /**
1954  * Per-transfer attributes.
1955  */
1956 struct cl_req_attr {
1957         /** Generic attributes for the server consumption. */
1958         struct obdo     *cra_oa;
1959         /** Capability. */
1960         struct obd_capa *cra_capa;
1961         /** Jobid */
1962         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1963 };
1964
1965 /**
1966  * Transfer request operations definable at every layer.
1967  *
1968  * Concurrency: transfer formation engine synchronizes calls to all transfer
1969  * methods.
1970  */
1971 struct cl_req_operations {
1972         /**
1973          * Invoked top-to-bottom by cl_req_prep() when transfer formation is
1974          * complete (all pages are added).
1975          *
1976          * \see osc_req_prep()
1977          */
1978         int  (*cro_prep)(const struct lu_env *env,
1979                          const struct cl_req_slice *slice);
1980         /**
1981          * Called top-to-bottom to fill in \a oa fields. This is called twice
1982          * with different flags, see bug 10150 and osc_build_req().
1983          *
1984          * \param obj an object from cl_req which attributes are to be set in
1985          *            \a oa.
1986          *
1987          * \param oa struct obdo where attributes are placed
1988          *
1989          * \param flags \a oa fields to be filled.
1990          */
1991         void (*cro_attr_set)(const struct lu_env *env,
1992                              const struct cl_req_slice *slice,
1993                              const struct cl_object *obj,
1994                              struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
1995         /**
1996          * Called top-to-bottom from cl_req_completion() to notify layers that
1997          * transfer completed. Has to free all state allocated by
1998          * cl_device_operations::cdo_req_init().
1999          */
2000         void (*cro_completion)(const struct lu_env *env,
2001                                const struct cl_req_slice *slice, int ioret);
2002 };
2003
2004 /**
2005  * A per-object state that (potentially multi-object) transfer request keeps.
2006  */
2007 struct cl_req_obj {
2008         /** object itself */
2009         struct cl_object   *ro_obj;
2010         /** reference to cl_req_obj::ro_obj. For debugging. */
2011         struct lu_ref_link  ro_obj_ref;
2012         /* something else? Number of pages for a given object? */
2013 };
2014
2015 /**
2016  * Transfer request.
2017  *
2018  * Transfer requests are not reference counted, because IO sub-system owns
2019  * them exclusively and knows when to free them.
2020  *
2021  * Life cycle.
2022  *
2023  * cl_req is created by cl_req_alloc() that calls
2024  * cl_device_operations::cdo_req_init() device methods to allocate per-req
2025  * state in every layer.
2026  *
2027  * Then pages are added (cl_req_page_add()), req keeps track of all objects it
2028  * contains pages for.
2029  *
2030  * Once all pages were collected, cl_page_operations::cpo_prep() method is
2031  * called top-to-bottom. At that point layers can modify req, let it pass, or
2032  * deny it completely. This is to support things like SNS that have transfer
2033  * ordering requirements invisible to the individual req-formation engine.
2034  *
2035  * On transfer completion (or transfer timeout, or failure to initiate the
2036  * transfer of an allocated req), cl_req_operations::cro_completion() method
2037  * is called, after execution of cl_page_operations::cpo_completion() of all
2038  * req's pages.
2039  */
2040 struct cl_req {
2041         enum cl_req_type        crq_type;
2042         /** A list of pages being transferred */
2043         struct list_head        crq_pages;
2044         /** Number of pages in cl_req::crq_pages */
2045         unsigned                crq_nrpages;
2046         /** An array of objects which pages are in ->crq_pages */
2047         struct cl_req_obj       *crq_o;
2048         /** Number of elements in cl_req::crq_objs[] */
2049         unsigned                crq_nrobjs;
2050         struct list_head        crq_layers;
2051 };
2052
2053 /**
2054  * Per-layer state for request.
2055  */
2056 struct cl_req_slice {
2057         struct cl_req                   *crs_req;
2058         struct cl_device                *crs_dev;
2059         struct list_head                 crs_linkage;
2060         const struct cl_req_operations  *crs_ops;
2061 };
2062
2063 /* @} cl_req */
2064
2065 enum cache_stats_item {
2066         /** how many cache lookups were performed */
2067         CS_lookup = 0,
2068         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2069         CS_hit,
2070         /** how many entities are in the cache right now */
2071         CS_total,
2072         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2073          * evicted) right now */
2074         CS_busy,
2075         /** how many entities were created at all */
2076         CS_create,
2077         CS_NR
2078 };
2079
2080 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2081
2082 /**
2083  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2084  */
2085 struct cache_stats {
2086         const char      *cs_name;
2087         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2088 };
2089
2090 /** These are not exported so far */
2091 void cache_stats_init (struct cache_stats *cs, const char *name);
2092
2093 /**
2094  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2095  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2096  * clients to co-exist in the single address space.
2097  */
2098 struct cl_site {
2099         struct lu_site          cs_lu;
2100         /**
2101          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2102          * per-cpu counters is needed.
2103          *
2104          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2105          *
2106          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2107          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2108          */
2109         struct cache_stats      cs_pages;
2110         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2111 };
2112
2113 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2114 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2115 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2116
2117 /**
2118  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2119  * ll_rd_*()-style functions.
2120  */
2121 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2122
2123 /**
2124  * \name helpers
2125  *
2126  * Type conversion and accessory functions.
2127  */
2128 /** @{ */
2129
2130 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2131 {
2132         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2133 }
2134
2135 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2136 {
2137         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2138         return container_of0(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2139 }
2140
2141 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2142 {
2143         return &d->cd_lu_dev;
2144 }
2145
2146 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2147 {
2148         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2149         return container_of0(o, struct cl_object, co_lu);
2150 }
2151
2152 static inline const struct cl_object_conf *
2153 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2154 {
2155         return container_of0(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2156 }
2157
2158 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2159 {
2160         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2161 }
2162
2163 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2164 {
2165         return container_of0(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2166 }
2167
2168 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2169 {
2170         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2171 }
2172
2173 static inline
2174 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2175 {
2176         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2177 }
2178
2179 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2180 {
2181         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2182 }
2183
2184 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2185 {
2186         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2187 }
2188
2189 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2190                        struct cl_object *obj, pgoff_t index,
2191                        const struct cl_page_operations *ops);
2192 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2193                        struct cl_object *obj,
2194                        const struct cl_lock_operations *ops);
2195 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2196                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2197 void cl_req_slice_add(struct cl_req *req, struct cl_req_slice *slice,
2198                       struct cl_device *dev,
2199                       const struct cl_req_operations *ops);
2200 /** @} helpers */
2201
2202 /** \defgroup cl_object cl_object
2203  * @{ */
2204 struct cl_object *cl_object_top (struct cl_object *o);
2205 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2206                                  const struct lu_fid *fid,
2207                                  const struct cl_object_conf *c);
2208
2209 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2210 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2211 void cl_object_put        (const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2212 void cl_object_get        (struct cl_object *o);
2213 void cl_object_attr_lock  (struct cl_object *o);
2214 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2215 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2216                         struct cl_attr *attr);
2217 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2218                            const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2219 int  cl_object_glimpse    (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2220                            struct ost_lvb *lvb);
2221 int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2222                            const struct cl_object_conf *conf);
2223 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2224 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2225 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2226                         struct lov_user_md __user *lum);
2227 int cl_object_find_cbdata(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2228                           ldlm_iterator_t iter, void *data);
2229 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2230                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2231                      size_t *buflen);
2232 int cl_object_obd_info_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2233                            struct obd_info *oinfo,
2234                            struct ptlrpc_request_set *set);
2235 int cl_object_data_version(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2236                            __u64 *version, int flags);
2237 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2238                          struct cl_layout *cl);
2239 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2240
2241 /**
2242  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2243  */
2244 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2245 {
2246         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2247 }
2248
2249 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2250 {
2251         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2252         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2253         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2254 }
2255
2256 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2257                                          struct cl_page *page)
2258 {
2259         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2260 }
2261
2262 /**
2263  * Return refcount of cl_object.
2264  */
2265 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2266 {
2267         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2268         return atomic_read(&header->loh_ref);
2269 }
2270
2271 /** @} cl_object */
2272
2273 /** \defgroup cl_page cl_page
2274  * @{ */
2275 enum {
2276         CLP_GANG_OKAY = 0,
2277         CLP_GANG_RESCHED,
2278         CLP_GANG_AGAIN,
2279         CLP_GANG_ABORT
2280 };
2281 /* callback of cl_page_gang_lookup() */
2282
2283 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
2284                                      struct cl_object *obj,
2285                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2286                                      enum cl_page_type type);
2287 struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
2288                                      struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2289                                      struct page *vmpage,
2290                                      enum cl_page_type type);
2291 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
2292 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
2293                                      struct cl_page *page);
2294 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
2295                                      lu_printer_t printer,
2296                                      const struct cl_page *pg);
2297 void            cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2298                                      lu_printer_t printer,
2299                                      const struct cl_page *pg);
2300 struct cl_page *cl_vmpage_page      (struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2301 struct cl_page *cl_page_top         (struct cl_page *page);
2302
2303 const struct cl_page_slice *cl_page_at(const struct cl_page *page,
2304                                        const struct lu_device_type *dtype);
2305
2306 /**
2307  * \name ownership
2308  *
2309  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2310  */
2311 /** @{ */
2312
2313 int  cl_page_own        (const struct lu_env *env,
2314                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2315 int  cl_page_own_try    (const struct lu_env *env,
2316                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2317 void cl_page_assume     (const struct lu_env *env,
2318                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2319 void cl_page_unassume   (const struct lu_env *env,
2320                          struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2321 void cl_page_disown     (const struct lu_env *env,
2322                          struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2323 int  cl_page_is_owned   (const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2324
2325 /** @} ownership */
2326
2327 /**
2328  * \name transfer
2329  *
2330  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2331  * tracking transfer state.
2332  */
2333 /** @{ */
2334 int  cl_page_prep       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2335                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2336 void cl_page_completion (const struct lu_env *env,
2337                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2338 int  cl_page_make_ready (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2339                          enum cl_req_type crt);
2340 int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2341                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2342 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2343                          int from, int to);
2344 int  cl_page_cancel     (const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2345 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2346                          struct cl_page *pg);
2347
2348 /** @} transfer */
2349
2350
2351 /**
2352  * \name helper routines
2353  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2354  */
2355 /** @{ */
2356 void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2357                         struct cl_page *pg);
2358 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2359 int     cl_page_is_vmlocked(const struct lu_env *env,
2360                             const struct cl_page *pg);
2361 void    cl_page_export(const struct lu_env *env,
2362                        struct cl_page *pg, int uptodate);
2363 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2364 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2365 size_t  cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2366
2367 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2368                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2369 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2370                          lu_printer_t printer,
2371                          const struct cl_lock_descr *descr);
2372 /* @} helper */
2373
2374 /**
2375  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2376  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2377  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2378  * layer for recovery purposes.
2379  */
2380 struct cl_client_cache {
2381         /**
2382          * # of client cache refcount
2383          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2384          */
2385         atomic_t                ccc_users;
2386         /**
2387          * # of threads are doing shrinking
2388          */
2389         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2390         /**
2391          * # of LRU entries available
2392          */
2393         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2394         /**
2395          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2396          */
2397         struct list_head        ccc_lru;
2398         /**
2399          * Max # of LRU entries
2400          */
2401         unsigned long           ccc_lru_max;
2402         /**
2403          * Lock to protect ccc_lru list
2404          */
2405         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2406         /**
2407          * Set if unstable check is enabled
2408          */
2409         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2410         /**
2411          * # of unstable pages for this mount point
2412          */
2413         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2414         /**
2415          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2416          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2417          */
2418         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2419 };
2420 /**
2421  * cl_cache functions
2422  */
2423 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2424 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2425 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2426
2427 /** @} cl_page */
2428
2429 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2430  * @{ */
2431 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2432                     struct cl_lock *lock);
2433 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2434                  const struct cl_io *io);
2435 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2436 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2437                                        const struct lu_device_type *dtype);
2438 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2439
2440 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2441                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2442 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2443
2444 /** @} cl_lock */
2445
2446 /** \defgroup cl_io cl_io
2447  * @{ */
2448
2449 int   cl_io_init         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2450                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2451 int   cl_io_sub_init     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2452                           enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2453 int   cl_io_rw_init      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2454                           enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2455 int   cl_io_loop         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2456
2457 void  cl_io_fini         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2458 int   cl_io_iter_init    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2459 void  cl_io_iter_fini    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2460 int   cl_io_lock         (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2461 void  cl_io_unlock       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2462 int   cl_io_start        (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2463 void  cl_io_end          (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2464 int   cl_io_lock_add     (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2465                           struct cl_io_lock_link *link);
2466 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2467                            struct cl_lock_descr *descr);
2468 int   cl_io_submit_rw    (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2469                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2470 int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2471                           enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2472                           long timeout);
2473 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2474                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2475                           cl_commit_cbt cb);
2476 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2477                           pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2478 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2479                           size_t nob);
2480 int   cl_io_cancel       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2481                           struct cl_page_list *queue);
2482 int   cl_io_is_going     (const struct lu_env *env);
2483
2484 /**
2485  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2486  */
2487 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2488 {
2489         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2490 }
2491
2492 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2493 {
2494         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2495 }
2496
2497 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2498 {
2499         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2500 }
2501
2502 /**
2503  * True, iff \a io is a truncate(2).
2504  */
2505 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2506 {
2507         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2508                 (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_SIZE);
2509 }
2510
2511 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2512
2513 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2514                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
2515
2516 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2517 do {                                                                    \
2518         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2519                                                                         \
2520         CLASSERT(offsetof(typeof(*__foo_io), base) == 0);               \
2521         memset(&__foo_io->base + 1, 0,                                  \
2522                (sizeof *__foo_io) - sizeof __foo_io->base);             \
2523 } while (0)
2524
2525 /** @} cl_io */
2526
2527 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2528  * @{ */
2529
2530 /**
2531  * Last page in the page list.
2532  */
2533 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2534 {
2535         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2536         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2537 }
2538
2539 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2540 {
2541         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2542         return list_entry(plist->pl_pages.next, struct cl_page, cp_batch);
2543 }
2544
2545 /**
2546  * Iterate over pages in a page list.
2547  */
2548 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2549         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2550
2551 /**
2552  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2553  */
2554 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2555         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2556
2557 void cl_page_list_init   (struct cl_page_list *plist);
2558 void cl_page_list_add    (struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2559 void cl_page_list_move   (struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2560                           struct cl_page *page);
2561 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2562                           struct cl_page *page);
2563 void cl_page_list_splice (struct cl_page_list *list,
2564                           struct cl_page_list *head);
2565 void cl_page_list_del    (const struct lu_env *env,
2566                           struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2567 void cl_page_list_disown (const struct lu_env *env,
2568                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2569 int  cl_page_list_own    (const struct lu_env *env,
2570                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2571 void cl_page_list_assume (const struct lu_env *env,
2572                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2573 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2574                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2575 void cl_page_list_fini   (const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2576
2577 void cl_2queue_init     (struct cl_2queue *queue);
2578 void cl_2queue_add      (struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2579 void cl_2queue_disown   (const struct lu_env *env,
2580                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2581 void cl_2queue_assume   (const struct lu_env *env,
2582                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2583 void cl_2queue_discard  (const struct lu_env *env,
2584                          struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2585 void cl_2queue_fini     (const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2586 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2587
2588 /** @} cl_page_list */
2589
2590 /** \defgroup cl_req cl_req
2591  * @{ */
2592 struct cl_req *cl_req_alloc(const struct lu_env *env, struct cl_page *page,
2593                             enum cl_req_type crt, int nr_objects);
2594
2595 void cl_req_page_add  (const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2596                        struct cl_page *page);
2597 void cl_req_page_done (const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2598 int  cl_req_prep      (const struct lu_env *env, struct cl_req *req);
2599 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2600                      struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
2601 void cl_req_completion(const struct lu_env *env, struct cl_req *req, int ioret);
2602
2603 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2604  * @{ */
2605
2606 /**
2607  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2608  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2609  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2610  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2611  */
2612 struct cl_sync_io {
2613         /** number of pages yet to be transferred. */
2614         atomic_t                csi_sync_nr;
2615         /** error code. */
2616         int                     csi_sync_rc;
2617         /** barrier of destroy this structure */
2618         atomic_t                csi_barrier;
2619         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2620         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2621         /** callback to invoke when this IO is finished */
2622         void                    (*csi_end_io)(const struct lu_env *,
2623                                               struct cl_sync_io *);
2624 };
2625
2626 void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
2627                      void (*end)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *));
2628 int  cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2629                      long timeout);
2630 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2631                      int ioret);
2632 void cl_sync_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor);
2633
2634 /** @} cl_sync_io */
2635
2636 /** @} cl_req */
2637
2638 /** \defgroup cl_env cl_env
2639  *
2640  * lu_env handling for a client.
2641  *
2642  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2643  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2644  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2645  * where
2646  *
2647  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2648  *
2649  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2650  *
2651  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2652  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2653  * into VFS or MM that call back into lustre.
2654  *
2655  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2656  * optimizations:
2657  *
2658  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2659  *     longer used environments instead of destroying them;
2660  *
2661  *     - there is a notion of "current" environment, attached to the kernel
2662  *     data structure representing current thread Top-level lustre code
2663  *     allocates an environment and makes it current, then calls into
2664  *     non-lustre code, that in turn calls lustre back. Low-level lustre
2665  *     code thus called can fetch environment created by the top-level code
2666  *     and reuse it, avoiding additional environment allocation.
2667  *       Right now, three interfaces can attach the cl_env to running thread:
2668  *       - cl_env_get
2669  *       - cl_env_implant
2670  *       - cl_env_reexit(cl_env_reenter had to be called priorly)
2671  *
2672  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2673  * @{ */
2674
2675 struct cl_env_nest {
2676         int   cen_refcheck;
2677         void *cen_cookie;
2678 };
2679
2680 struct lu_env *cl_env_peek       (int *refcheck);
2681 struct lu_env *cl_env_get        (int *refcheck);
2682 struct lu_env *cl_env_alloc      (int *refcheck, __u32 tags);
2683 struct lu_env *cl_env_nested_get (struct cl_env_nest *nest);
2684 void           cl_env_put        (struct lu_env *env, int *refcheck);
2685 void           cl_env_nested_put (struct cl_env_nest *nest, struct lu_env *env);
2686 void          *cl_env_reenter    (void);
2687 void           cl_env_reexit     (void *cookie);
2688 void           cl_env_implant    (struct lu_env *env, int *refcheck);
2689 void           cl_env_unplant    (struct lu_env *env, int *refcheck);
2690 unsigned       cl_env_cache_purge(unsigned nr);
2691 struct lu_env *cl_env_percpu_get (void);
2692 void           cl_env_percpu_put (struct lu_env *env);
2693
2694 /** @} cl_env */
2695
2696 /*
2697  * Misc
2698  */
2699 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2700 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2701
2702 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2703                                 struct lu_device_type *ldt,
2704                                 struct lu_device *next);
2705 /** @} clio */
2706
2707 int cl_global_init(void);
2708 void cl_global_fini(void);
2709
2710 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */