Whamcloud - gitweb
LU-7997 obd: RCU stalls in lu_cache_shrink_count()
[fs/lustre-release.git] / lustre / include / lu_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) 2007, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
28  * Use is subject to license terms.
29  *
30  * Copyright (c) 2011, 2015, 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
37 #ifndef __LUSTRE_LU_OBJECT_H
38 #define __LUSTRE_LU_OBJECT_H
39
40 #include <stdarg.h>
41 #include <libcfs/libcfs.h>
42 #include <lustre/lustre_idl.h>
43 #include <lu_ref.h>
44 #include <linux/percpu_counter.h>
45
46 struct seq_file;
47 struct proc_dir_entry;
48 struct lustre_cfg;
49 struct lprocfs_stats;
50
51 /** \defgroup lu lu
52  * lu_* data-types represent server-side entities shared by data and meta-data
53  * stacks.
54  *
55  * Design goals:
56  *
57  * -# support for layering.
58  *
59  *     Server side object is split into layers, one per device in the
60  *     corresponding device stack. Individual layer is represented by struct
61  *     lu_object. Compound layered object --- by struct lu_object_header. Most
62  *     interface functions take lu_object as an argument and operate on the
63  *     whole compound object. This decision was made due to the following
64  *     reasons:
65  *
66  *        - it's envisaged that lu_object will be used much more often than
67  *        lu_object_header;
68  *
69  *        - we want lower (non-top) layers to be able to initiate operations
70  *        on the whole object.
71  *
72  *     Generic code supports layering more complex than simple stacking, e.g.,
73  *     it is possible that at some layer object "spawns" multiple sub-objects
74  *     on the lower layer.
75  *
76  * -# fid-based identification.
77  *
78  *     Compound object is uniquely identified by its fid. Objects are indexed
79  *     by their fids (hash table is used for index).
80  *
81  * -# caching and life-cycle management.
82  *
83  *     Object's life-time is controlled by reference counting. When reference
84  *     count drops to 0, object is returned to cache. Cached objects still
85  *     retain their identity (i.e., fid), and can be recovered from cache.
86  *
87  *     Objects are kept in the global LRU list, and lu_site_purge() function
88  *     can be used to reclaim given number of unused objects from the tail of
89  *     the LRU.
90  *
91  * -# avoiding recursion.
92  *
93  *     Generic code tries to replace recursion through layers by iterations
94  *     where possible. Additionally to the end of reducing stack consumption,
95  *     data, when practically possible, are allocated through lu_context_key
96  *     interface rather than on stack.
97  * @{
98  */
99
100 struct lu_site;
101 struct lu_object;
102 struct lu_device;
103 struct lu_object_header;
104 struct lu_context;
105 struct lu_env;
106
107 /**
108  * Operations common for data and meta-data devices.
109  */
110 struct lu_device_operations {
111         /**
112          * Allocate object for the given device (without lower-layer
113          * parts). This is called by lu_object_operations::loo_object_init()
114          * from the parent layer, and should setup at least lu_object::lo_dev
115          * and lu_object::lo_ops fields of resulting lu_object.
116          *
117          * Object creation protocol.
118          *
119          * Due to design goal of avoiding recursion, object creation (see
120          * lu_object_alloc()) is somewhat involved:
121          *
122          *  - first, lu_device_operations::ldo_object_alloc() method of the
123          *  top-level device in the stack is called. It should allocate top
124          *  level object (including lu_object_header), but without any
125          *  lower-layer sub-object(s).
126          *
127          *  - then lu_object_alloc() sets fid in the header of newly created
128          *  object.
129          *
130          *  - then lu_object_operations::loo_object_init() is called. It has
131          *  to allocate lower-layer object(s). To do this,
132          *  lu_object_operations::loo_object_init() calls ldo_object_alloc()
133          *  of the lower-layer device(s).
134          *
135          *  - for all new objects allocated by
136          *  lu_object_operations::loo_object_init() (and inserted into object
137          *  stack), lu_object_operations::loo_object_init() is called again
138          *  repeatedly, until no new objects are created.
139          *
140          * \post ergo(!IS_ERR(result), result->lo_dev == d &&
141          *                             result->lo_ops != NULL);
142          */
143         struct lu_object *(*ldo_object_alloc)(const struct lu_env *env,
144                                               const struct lu_object_header *h,
145                                               struct lu_device *d);
146         /**
147          * process config specific for device.
148          */
149         int (*ldo_process_config)(const struct lu_env *env,
150                                   struct lu_device *, struct lustre_cfg *);
151         int (*ldo_recovery_complete)(const struct lu_env *,
152                                      struct lu_device *);
153
154         /**
155          * initialize local objects for device. this method called after layer has
156          * been initialized (after LCFG_SETUP stage) and before it starts serving
157          * user requests.
158          */
159
160         int (*ldo_prepare)(const struct lu_env *,
161                            struct lu_device *parent,
162                            struct lu_device *dev);
163
164 };
165
166 /**
167  * For lu_object_conf flags
168  */
169 typedef enum {
170         /* This is a new object to be allocated, or the file
171          * corresponding to the object does not exists. */
172         LOC_F_NEW       = 0x00000001,
173
174         /* When find a dying object, just return -EAGAIN at once instead of
175          * blocking the thread. */
176         LOC_F_NOWAIT    = 0x00000002,
177 } loc_flags_t;
178
179 /**
180  * Object configuration, describing particulars of object being created. On
181  * server this is not used, as server objects are full identified by fid. On
182  * client configuration contains struct lustre_md.
183  */
184 struct lu_object_conf {
185         /**
186          * Some hints for obj find and alloc.
187          */
188         loc_flags_t     loc_flags;
189 };
190
191 /**
192  * Type of "printer" function used by lu_object_operations::loo_object_print()
193  * method.
194  *
195  * Printer function is needed to provide some flexibility in (semi-)debugging
196  * output: possible implementations: printk, CDEBUG, sysfs/seq_file
197  */
198 typedef int (*lu_printer_t)(const struct lu_env *env,
199                             void *cookie, const char *format, ...)
200         __attribute__ ((format (printf, 3, 4)));
201
202 /**
203  * Operations specific for particular lu_object.
204  */
205 struct lu_object_operations {
206
207         /**
208          * Allocate lower-layer parts of the object by calling
209          * lu_device_operations::ldo_object_alloc() of the corresponding
210          * underlying device.
211          *
212          * This method is called once for each object inserted into object
213          * stack. It's responsibility of this method to insert lower-layer
214          * object(s) it create into appropriate places of object stack.
215          */
216         int (*loo_object_init)(const struct lu_env *env,
217                                struct lu_object *o,
218                                const struct lu_object_conf *conf);
219         /**
220          * Called (in top-to-bottom order) during object allocation after all
221          * layers were allocated and initialized. Can be used to perform
222          * initialization depending on lower layers.
223          */
224         int (*loo_object_start)(const struct lu_env *env,
225                                 struct lu_object *o);
226         /**
227          * Called before lu_object_operations::loo_object_free() to signal
228          * that object is being destroyed. Dual to
229          * lu_object_operations::loo_object_init().
230          */
231         void (*loo_object_delete)(const struct lu_env *env,
232                                   struct lu_object *o);
233         /**
234          * Dual to lu_device_operations::ldo_object_alloc(). Called when
235          * object is removed from memory.
236          */
237         void (*loo_object_free)(const struct lu_env *env,
238                                 struct lu_object *o);
239         /**
240          * Called when last active reference to the object is released (and
241          * object returns to the cache). This method is optional.
242          */
243         void (*loo_object_release)(const struct lu_env *env,
244                                    struct lu_object *o);
245         /**
246          * Optional debugging helper. Print given object.
247          */
248         int (*loo_object_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
249                                 lu_printer_t p, const struct lu_object *o);
250         /**
251          * Optional debugging method. Returns true iff method is internally
252          * consistent.
253          */
254         int (*loo_object_invariant)(const struct lu_object *o);
255 };
256
257 /**
258  * Type of lu_device.
259  */
260 struct lu_device_type;
261
262 /**
263  * Device: a layer in the server side abstraction stacking.
264  */
265 struct lu_device {
266         /**
267          * reference count. This is incremented, in particular, on each object
268          * created at this layer.
269          *
270          * \todo XXX which means that atomic_t is probably too small.
271          */
272         atomic_t                           ld_ref;
273         /**
274          * Pointer to device type. Never modified once set.
275          */
276         struct lu_device_type             *ld_type;
277         /**
278          * Operation vector for this device.
279          */
280         const struct lu_device_operations *ld_ops;
281         /**
282          * Stack this device belongs to.
283          */
284         struct lu_site                    *ld_site;
285         struct proc_dir_entry             *ld_proc_entry;
286
287         /** \todo XXX: temporary back pointer into obd. */
288         struct obd_device                 *ld_obd;
289         /**
290          * A list of references to this object, for debugging.
291          */
292         struct lu_ref                      ld_reference;
293         /**
294          * Link the device to the site.
295          **/
296         struct list_head                   ld_linkage;
297 };
298
299 struct lu_device_type_operations;
300
301 /**
302  * Tag bits for device type. They are used to distinguish certain groups of
303  * device types.
304  */
305 enum lu_device_tag {
306         /** this is meta-data device */
307         LU_DEVICE_MD = (1 << 0),
308         /** this is data device */
309         LU_DEVICE_DT = (1 << 1),
310         /** data device in the client stack */
311         LU_DEVICE_CL = (1 << 2)
312 };
313
314 /**
315  * Type of device.
316  */
317 struct lu_device_type {
318         /**
319          * Tag bits. Taken from enum lu_device_tag. Never modified once set.
320          */
321         __u32                                   ldt_tags;
322         /**
323          * Name of this class. Unique system-wide. Never modified once set.
324          */
325         char                                   *ldt_name;
326         /**
327          * Operations for this type.
328          */
329         const struct lu_device_type_operations *ldt_ops;
330         /**
331          * \todo XXX: temporary pointer to associated obd_type.
332          */
333         struct obd_type                        *ldt_obd_type;
334         /**
335          * \todo XXX: temporary: context tags used by obd_*() calls.
336          */
337         __u32                                   ldt_ctx_tags;
338         /**
339          * Number of existing device type instances.
340          */
341         atomic_t                                ldt_device_nr;
342         /**
343          * Linkage into a global list of all device types.
344          *
345          * \see lu_device_types.
346          */
347         struct list_head                        ldt_linkage;
348 };
349
350 /**
351  * Operations on a device type.
352  */
353 struct lu_device_type_operations {
354         /**
355          * Allocate new device.
356          */
357         struct lu_device *(*ldto_device_alloc)(const struct lu_env *env,
358                                                struct lu_device_type *t,
359                                                struct lustre_cfg *lcfg);
360         /**
361          * Free device. Dual to
362          * lu_device_type_operations::ldto_device_alloc(). Returns pointer to
363          * the next device in the stack.
364          */
365         struct lu_device *(*ldto_device_free)(const struct lu_env *,
366                                               struct lu_device *);
367
368         /**
369          * Initialize the devices after allocation
370          */
371         int  (*ldto_device_init)(const struct lu_env *env,
372                                  struct lu_device *, const char *,
373                                  struct lu_device *);
374         /**
375          * Finalize device. Dual to
376          * lu_device_type_operations::ldto_device_init(). Returns pointer to
377          * the next device in the stack.
378          */
379         struct lu_device *(*ldto_device_fini)(const struct lu_env *env,
380                                               struct lu_device *);
381         /**
382          * Initialize device type. This is called on module load.
383          */
384         int  (*ldto_init)(struct lu_device_type *t);
385         /**
386          * Finalize device type. Dual to
387          * lu_device_type_operations::ldto_init(). Called on module unload.
388          */
389         void (*ldto_fini)(struct lu_device_type *t);
390         /**
391          * Called when the first device is created.
392          */
393         void (*ldto_start)(struct lu_device_type *t);
394         /**
395          * Called when number of devices drops to 0.
396          */
397         void (*ldto_stop)(struct lu_device_type *t);
398 };
399
400 static inline int lu_device_is_md(const struct lu_device *d)
401 {
402         return ergo(d != NULL, d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_MD);
403 }
404
405 /**
406  * Common object attributes.
407  */
408 struct lu_attr {
409         /** size in bytes */
410         __u64          la_size;
411         /** modification time in seconds since Epoch */
412         s64             la_mtime;
413         /** access time in seconds since Epoch */
414         s64             la_atime;
415         /** change time in seconds since Epoch */
416         s64             la_ctime;
417         /** 512-byte blocks allocated to object */
418         __u64          la_blocks;
419         /** permission bits and file type */
420         __u32          la_mode;
421         /** owner id */
422         __u32          la_uid;
423         /** group id */
424         __u32          la_gid;
425         /** object flags */
426         __u32          la_flags;
427         /** number of persistent references to this object */
428         __u32          la_nlink;
429         /** blk bits of the object*/
430         __u32          la_blkbits;
431         /** blk size of the object*/
432         __u32          la_blksize;
433         /** real device */
434         __u32          la_rdev;
435         /**
436          * valid bits
437          *
438          * \see enum la_valid
439          */
440         __u64          la_valid;
441 };
442
443 /** Bit-mask of valid attributes */
444 enum la_valid {
445         LA_ATIME = 1 << 0,
446         LA_MTIME = 1 << 1,
447         LA_CTIME = 1 << 2,
448         LA_SIZE  = 1 << 3,
449         LA_MODE  = 1 << 4,
450         LA_UID   = 1 << 5,
451         LA_GID   = 1 << 6,
452         LA_BLOCKS = 1 << 7,
453         LA_TYPE   = 1 << 8,
454         LA_FLAGS  = 1 << 9,
455         LA_NLINK  = 1 << 10,
456         LA_RDEV   = 1 << 11,
457         LA_BLKSIZE = 1 << 12,
458         LA_KILL_SUID = 1 << 13,
459         LA_KILL_SGID = 1 << 14,
460 };
461
462 /**
463  * Layer in the layered object.
464  */
465 struct lu_object {
466         /**
467          * Header for this object.
468          */
469         struct lu_object_header           *lo_header;
470         /**
471          * Device for this layer.
472          */
473         struct lu_device                  *lo_dev;
474         /**
475          * Operations for this object.
476          */
477         const struct lu_object_operations *lo_ops;
478         /**
479          * Linkage into list of all layers.
480          */
481         struct list_head                   lo_linkage;
482         /**
483          * Link to the device, for debugging.
484          */
485         struct lu_ref_link                 lo_dev_ref;
486 };
487
488 enum lu_object_header_flags {
489         /**
490          * Don't keep this object in cache. Object will be destroyed as soon
491          * as last reference to it is released. This flag cannot be cleared
492          * once set.
493          */
494         LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE = 0,
495         /**
496          * Mark this object has already been taken out of cache.
497          */
498         LU_OBJECT_UNHASHED = 1,
499 };
500
501 enum lu_object_header_attr {
502         LOHA_EXISTS   = 1 << 0,
503         LOHA_REMOTE   = 1 << 1,
504         /**
505          * UNIX file type is stored in S_IFMT bits.
506          */
507         LOHA_FT_START = 001 << 12, /**< S_IFIFO */
508         LOHA_FT_END   = 017 << 12, /**< S_IFMT */
509 };
510
511 /**
512  * "Compound" object, consisting of multiple layers.
513  *
514  * Compound object with given fid is unique with given lu_site.
515  *
516  * Note, that object does *not* necessary correspond to the real object in the
517  * persistent storage: object is an anchor for locking and method calling, so
518  * it is created for things like not-yet-existing child created by mkdir or
519  * create calls. lu_object_operations::loo_exists() can be used to check
520  * whether object is backed by persistent storage entity.
521  */
522 struct lu_object_header {
523         /**
524          * Fid, uniquely identifying this object.
525          */
526         struct lu_fid           loh_fid;
527         /**
528          * Object flags from enum lu_object_header_flags. Set and checked
529          * atomically.
530          */
531         unsigned long           loh_flags;
532         /**
533          * Object reference count. Protected by lu_site::ls_guard.
534          */
535         atomic_t                loh_ref;
536         /**
537          * Common object attributes, cached for efficiency. From enum
538          * lu_object_header_attr.
539          */
540         __u32                   loh_attr;
541         /**
542          * Linkage into per-site hash table. Protected by lu_site::ls_guard.
543          */
544         struct hlist_node       loh_hash;
545         /**
546          * Linkage into per-site LRU list. Protected by lu_site::ls_guard.
547          */
548         struct list_head        loh_lru;
549         /**
550          * Linkage into list of layers. Never modified once set (except lately
551          * during object destruction). No locking is necessary.
552          */
553         struct list_head        loh_layers;
554         /**
555          * A list of references to this object, for debugging.
556          */
557         struct lu_ref           loh_reference;
558 };
559
560 struct fld;
561
562 struct lu_site_bkt_data {
563         /**
564          * number of object in this bucket on the lsb_lru list.
565          */
566         long                    lsb_lru_len;
567         /**
568          * LRU list, updated on each access to object. Protected by
569          * bucket lock of lu_site::ls_obj_hash.
570          *
571          * "Cold" end of LRU is lu_site::ls_lru.next. Accessed object are
572          * moved to the lu_site::ls_lru.prev (this is due to the non-existence
573          * of list_for_each_entry_safe_reverse()).
574          */
575         struct list_head        lsb_lru;
576         /**
577          * Wait-queue signaled when an object in this site is ultimately
578          * destroyed (lu_object_free()). It is used by lu_object_find() to
579          * wait before re-trying when object in the process of destruction is
580          * found in the hash table.
581          *
582          * \see htable_lookup().
583          */
584         wait_queue_head_t       lsb_marche_funebre;
585 };
586
587 enum {
588         LU_SS_CREATED           = 0,
589         LU_SS_CACHE_HIT,
590         LU_SS_CACHE_MISS,
591         LU_SS_CACHE_RACE,
592         LU_SS_CACHE_DEATH_RACE,
593         LU_SS_LRU_PURGED,
594         LU_SS_LAST_STAT
595 };
596
597 /**
598  * lu_site is a "compartment" within which objects are unique, and LRU
599  * discipline is maintained.
600  *
601  * lu_site exists so that multiple layered stacks can co-exist in the same
602  * address space.
603  *
604  * lu_site has the same relation to lu_device as lu_object_header to
605  * lu_object.
606  */
607 struct lu_site {
608         /**
609          * objects hash table
610          */
611         struct cfs_hash         *ls_obj_hash;
612         /**
613          * index of bucket on hash table while purging
614          */
615         unsigned int            ls_purge_start;
616         /**
617          * Top-level device for this stack.
618          */
619         struct lu_device        *ls_top_dev;
620         /**
621          * Bottom-level device for this stack
622          */
623         struct lu_device        *ls_bottom_dev;
624         /**
625          * Linkage into global list of sites.
626          */
627         struct list_head        ls_linkage;
628         /**
629          * List for lu device for this site, protected
630          * by ls_ld_lock.
631          **/
632         struct list_head        ls_ld_linkage;
633         spinlock_t              ls_ld_lock;
634         /**
635          * Lock to serialize site purge.
636          */
637         struct mutex            ls_purge_mutex;
638         /**
639          * lu_site stats
640          */
641         struct lprocfs_stats    *ls_stats;
642         /**
643          * XXX: a hack! fld has to find md_site via site, remove when possible
644          */
645         struct seq_server_site  *ld_seq_site;
646         /**
647          * Pointer to the lu_target for this site.
648          */
649         struct lu_target        *ls_tgt;
650
651         /**
652          * Number of objects in lsb_lru_lists - used for shrinking
653          */
654         struct percpu_counter   ls_lru_len_counter;
655 };
656
657 static inline struct lu_site_bkt_data *
658 lu_site_bkt_from_fid(struct lu_site *site, struct lu_fid *fid)
659 {
660         struct cfs_hash_bd bd;
661
662         cfs_hash_bd_get(site->ls_obj_hash, fid, &bd);
663         return cfs_hash_bd_extra_get(site->ls_obj_hash, &bd);
664 }
665
666 static inline struct seq_server_site *lu_site2seq(const struct lu_site *s)
667 {
668         return s->ld_seq_site;
669 }
670
671 /** \name ctors
672  * Constructors/destructors.
673  * @{
674  */
675
676 int  lu_site_init         (struct lu_site *s, struct lu_device *d);
677 void lu_site_fini         (struct lu_site *s);
678 int  lu_site_init_finish  (struct lu_site *s);
679 void lu_stack_fini        (const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
680 void lu_device_get        (struct lu_device *d);
681 void lu_device_put        (struct lu_device *d);
682 int  lu_device_init       (struct lu_device *d, struct lu_device_type *t);
683 void lu_device_fini       (struct lu_device *d);
684 int  lu_object_header_init(struct lu_object_header *h);
685 void lu_object_header_fini(struct lu_object_header *h);
686 int  lu_object_init       (struct lu_object *o,
687                            struct lu_object_header *h, struct lu_device *d);
688 void lu_object_fini       (struct lu_object *o);
689 void lu_object_add_top    (struct lu_object_header *h, struct lu_object *o);
690 void lu_object_add        (struct lu_object *before, struct lu_object *o);
691
692 void lu_dev_add_linkage(struct lu_site *s, struct lu_device *d);
693 void lu_dev_del_linkage(struct lu_site *s, struct lu_device *d);
694
695 /**
696  * Helpers to initialize and finalize device types.
697  */
698
699 int  lu_device_type_init(struct lu_device_type *ldt);
700 void lu_device_type_fini(struct lu_device_type *ldt);
701
702 /** @} ctors */
703
704 /** \name caching
705  * Caching and reference counting.
706  * @{
707  */
708
709 /**
710  * Acquire additional reference to the given object. This function is used to
711  * attain additional reference. To acquire initial reference use
712  * lu_object_find().
713  */
714 static inline void lu_object_get(struct lu_object *o)
715 {
716         LASSERT(atomic_read(&o->lo_header->loh_ref) > 0);
717         atomic_inc(&o->lo_header->loh_ref);
718 }
719
720 /**
721  * Return true of object will not be cached after last reference to it is
722  * released.
723  */
724 static inline int lu_object_is_dying(const struct lu_object_header *h)
725 {
726         return test_bit(LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE, &h->loh_flags);
727 }
728
729 void lu_object_put(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
730 void lu_object_put_nocache(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
731 void lu_object_unhash(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
732
733 int lu_site_purge(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, int nr);
734
735 void lu_site_print(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, void *cookie,
736                    lu_printer_t printer);
737 struct lu_object *lu_object_find(const struct lu_env *env,
738                                  struct lu_device *dev, const struct lu_fid *f,
739                                  const struct lu_object_conf *conf);
740 struct lu_object *lu_object_find_at(const struct lu_env *env,
741                                     struct lu_device *dev,
742                                     const struct lu_fid *f,
743                                     const struct lu_object_conf *conf);
744 struct lu_object *lu_object_find_slice(const struct lu_env *env,
745                                        struct lu_device *dev,
746                                        const struct lu_fid *f,
747                                        const struct lu_object_conf *conf);
748 /** @} caching */
749
750 /** \name helpers
751  * Helpers.
752  * @{
753  */
754
755 /**
756  * First (topmost) sub-object of given compound object
757  */
758 static inline struct lu_object *lu_object_top(struct lu_object_header *h)
759 {
760         LASSERT(!list_empty(&h->loh_layers));
761         return container_of0(h->loh_layers.next, struct lu_object, lo_linkage);
762 }
763
764 /**
765  * Next sub-object in the layering
766  */
767 static inline struct lu_object *lu_object_next(const struct lu_object *o)
768 {
769         return container_of0(o->lo_linkage.next, struct lu_object, lo_linkage);
770 }
771
772 /**
773  * Pointer to the fid of this object.
774  */
775 static inline const struct lu_fid *lu_object_fid(const struct lu_object *o)
776 {
777         return &o->lo_header->loh_fid;
778 }
779
780 /**
781  * return device operations vector for this object
782  */
783 static const inline struct lu_device_operations *
784 lu_object_ops(const struct lu_object *o)
785 {
786         return o->lo_dev->ld_ops;
787 }
788
789 /**
790  * Given a compound object, find its slice, corresponding to the device type
791  * \a dtype.
792  */
793 struct lu_object *lu_object_locate(struct lu_object_header *h,
794                                    const struct lu_device_type *dtype);
795
796 /**
797  * Printer function emitting messages through libcfs_debug_msg().
798  */
799 int lu_cdebug_printer(const struct lu_env *env,
800                       void *cookie, const char *format, ...);
801
802 /**
803  * Print object description followed by a user-supplied message.
804  */
805 #define LU_OBJECT_DEBUG(mask, env, object, format, ...)                   \
806 do {                                                                      \
807         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                     \
808                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);          \
809                 lu_object_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, object);\
810                 CDEBUG(mask, format "\n", ## __VA_ARGS__);                \
811         }                                                                 \
812 } while (0)
813
814 /**
815  * Print short object description followed by a user-supplied message.
816  */
817 #define LU_OBJECT_HEADER(mask, env, object, format, ...)                \
818 do {                                                                    \
819         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
820                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
821                 lu_object_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer,\
822                                        (object)->lo_header);            \
823                 lu_cdebug_printer(env, &msgdata, "\n");                 \
824                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
825         }                                                               \
826 } while (0)
827
828 void lu_object_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
829                             lu_printer_t printer, const struct lu_object *o);
830 void lu_object_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
831                             lu_printer_t printer,
832                             const struct lu_object_header *hdr);
833
834 /**
835  * Check object consistency.
836  */
837 int lu_object_invariant(const struct lu_object *o);
838
839
840 /**
841  * Check whether object exists, no matter on local or remote storage.
842  * Note: LOHA_EXISTS will be set once some one created the object,
843  * and it does not needs to be committed to storage.
844  */
845 #define lu_object_exists(o) ((o)->lo_header->loh_attr & LOHA_EXISTS)
846
847 /**
848  * Check whether object on the remote storage.
849  */
850 #define lu_object_remote(o) unlikely((o)->lo_header->loh_attr & LOHA_REMOTE)
851
852 static inline int lu_object_assert_exists(const struct lu_object *o)
853 {
854         return lu_object_exists(o);
855 }
856
857 static inline int lu_object_assert_not_exists(const struct lu_object *o)
858 {
859         return !lu_object_exists(o);
860 }
861
862 /**
863  * Attr of this object.
864  */
865 static inline __u32 lu_object_attr(const struct lu_object *o)
866 {
867         LASSERT(lu_object_exists(o) != 0);
868         return o->lo_header->loh_attr;
869 }
870
871 static inline void lu_object_ref_add(struct lu_object *o,
872                                      const char *scope,
873                                      const void *source)
874 {
875         lu_ref_add(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
876 }
877
878 static inline void lu_object_ref_add_at(struct lu_object *o,
879                                         struct lu_ref_link *link,
880                                         const char *scope,
881                                         const void *source)
882 {
883         lu_ref_add_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
884 }
885
886 static inline void lu_object_ref_del(struct lu_object *o,
887                                      const char *scope, const void *source)
888 {
889         lu_ref_del(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
890 }
891
892 static inline void lu_object_ref_del_at(struct lu_object *o,
893                                         struct lu_ref_link *link,
894                                         const char *scope, const void *source)
895 {
896         lu_ref_del_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
897 }
898
899 /** input params, should be filled out by mdt */
900 struct lu_rdpg {
901         /** hash */
902         __u64                   rp_hash;
903         /** count in bytes */
904         unsigned int            rp_count;
905         /** number of pages */
906         unsigned int            rp_npages;
907         /** requested attr */
908         __u32                   rp_attrs;
909         /** pointers to pages */
910         struct page           **rp_pages;
911 };
912
913 enum lu_xattr_flags {
914         LU_XATTR_REPLACE = (1 << 0),
915         LU_XATTR_CREATE  = (1 << 1)
916 };
917
918 /** @} helpers */
919
920 /** \name lu_context
921  * @{ */
922
923 /** For lu_context health-checks */
924 enum lu_context_state {
925         LCS_INITIALIZED = 1,
926         LCS_ENTERED,
927         LCS_LEFT,
928         LCS_FINALIZED
929 };
930
931 /**
932  * lu_context. Execution context for lu_object methods. Currently associated
933  * with thread.
934  *
935  * All lu_object methods, except device and device type methods (called during
936  * system initialization and shutdown) are executed "within" some
937  * lu_context. This means, that pointer to some "current" lu_context is passed
938  * as an argument to all methods.
939  *
940  * All service ptlrpc threads create lu_context as part of their
941  * initialization. It is possible to create "stand-alone" context for other
942  * execution environments (like system calls).
943  *
944  * lu_object methods mainly use lu_context through lu_context_key interface
945  * that allows each layer to associate arbitrary pieces of data with each
946  * context (see pthread_key_create(3) for similar interface).
947  *
948  * On a client, lu_context is bound to a thread, see cl_env_get().
949  *
950  * \see lu_context_key
951  */
952 struct lu_context {
953         /**
954          * lu_context is used on the client side too. Yet we don't want to
955          * allocate values of server-side keys for the client contexts and
956          * vice versa.
957          *
958          * To achieve this, set of tags in introduced. Contexts and keys are
959          * marked with tags. Key value are created only for context whose set
960          * of tags has non-empty intersection with one for key. Tags are taken
961          * from enum lu_context_tag.
962          */
963         __u32                  lc_tags;
964         enum lu_context_state  lc_state;
965         /**
966          * Pointer to the home service thread. NULL for other execution
967          * contexts.
968          */
969         struct ptlrpc_thread  *lc_thread;
970         /**
971          * Pointer to an array with key values. Internal implementation
972          * detail.
973          */
974         void                  **lc_value;
975         /**
976          * Linkage into a list of all remembered contexts. Only
977          * `non-transient' contexts, i.e., ones created for service threads
978          * are placed here.
979          */
980         struct list_head        lc_remember;
981         /**
982          * Version counter used to skip calls to lu_context_refill() when no
983          * keys were registered.
984          */
985         unsigned                lc_version;
986         /**
987          * Debugging cookie.
988          */
989         unsigned                lc_cookie;
990 };
991
992 /**
993  * lu_context_key interface. Similar to pthread_key.
994  */
995
996 enum lu_context_tag {
997         /**
998          * Thread on md server
999          */
1000         LCT_MD_THREAD = 1 << 0,
1001         /**
1002          * Thread on dt server
1003          */
1004         LCT_DT_THREAD = 1 << 1,
1005         /**
1006          * Context for transaction handle
1007          */
1008         LCT_TX_HANDLE = 1 << 2,
1009         /**
1010          * Thread on client
1011          */
1012         LCT_CL_THREAD = 1 << 3,
1013         /**
1014          * A per-request session on a server, and a per-system-call session on
1015          * a client.
1016          */
1017         LCT_SESSION   = 1 << 4,
1018         /**
1019          * A per-request data on OSP device
1020          */
1021         LCT_OSP_THREAD = 1 << 5,
1022         /**
1023          * MGS device thread
1024          */
1025         LCT_MG_THREAD = 1 << 6,
1026         /**
1027          * Context for local operations
1028          */
1029         LCT_LOCAL = 1 << 7,
1030         /**
1031          * session for server thread
1032          **/
1033         LCT_SERVER_SESSION = 1 << 8,
1034         /**
1035          * Set when at least one of keys, having values in this context has
1036          * non-NULL lu_context_key::lct_exit() method. This is used to
1037          * optimize lu_context_exit() call.
1038          */
1039         LCT_HAS_EXIT  = 1 << 28,
1040         /**
1041          * Don't add references for modules creating key values in that context.
1042          * This is only for contexts used internally by lu_object framework.
1043          */
1044         LCT_NOREF     = 1 << 29,
1045         /**
1046          * Key is being prepared for retiring, don't create new values for it.
1047          */
1048         LCT_QUIESCENT = 1 << 30,
1049         /**
1050          * Context should be remembered.
1051          */
1052         LCT_REMEMBER  = 1 << 31,
1053         /**
1054          * Contexts usable in cache shrinker thread.
1055          */
1056         LCT_SHRINKER  = LCT_MD_THREAD|LCT_DT_THREAD|LCT_CL_THREAD|LCT_NOREF
1057 };
1058
1059 /**
1060  * Key. Represents per-context value slot.
1061  *
1062  * Keys are usually registered when module owning the key is initialized, and
1063  * de-registered when module is unloaded. Once key is registered, all new
1064  * contexts with matching tags, will get key value. "Old" contexts, already
1065  * initialized at the time of key registration, can be forced to get key value
1066  * by calling lu_context_refill().
1067  *
1068  * Every key value is counted in lu_context_key::lct_used and acquires a
1069  * reference on an owning module. This means, that all key values have to be
1070  * destroyed before module can be unloaded. This is usually achieved by
1071  * stopping threads started by the module, that created contexts in their
1072  * entry functions. Situation is complicated by the threads shared by multiple
1073  * modules, like ptlrpcd daemon on a client. To work around this problem,
1074  * contexts, created in such threads, are `remembered' (see
1075  * LCT_REMEMBER)---i.e., added into a global list. When module is preparing
1076  * for unloading it does the following:
1077  *
1078  *     - marks its keys as `quiescent' (lu_context_tag::LCT_QUIESCENT)
1079  *       preventing new key values from being allocated in the new contexts,
1080  *       and
1081  *
1082  *     - scans a list of remembered contexts, destroying values of module
1083  *       keys, thus releasing references to the module.
1084  *
1085  * This is done by lu_context_key_quiesce(). If module is re-activated
1086  * before key has been de-registered, lu_context_key_revive() call clears
1087  * `quiescent' marker.
1088  *
1089  * lu_context code doesn't provide any internal synchronization for these
1090  * activities---it's assumed that startup (including threads start-up) and
1091  * shutdown are serialized by some external means.
1092  *
1093  * \see lu_context
1094  */
1095 struct lu_context_key {
1096         /**
1097          * Set of tags for which values of this key are to be instantiated.
1098          */
1099         __u32 lct_tags;
1100         /**
1101          * Value constructor. This is called when new value is created for a
1102          * context. Returns pointer to new value of error pointer.
1103          */
1104         void  *(*lct_init)(const struct lu_context *ctx,
1105                            struct lu_context_key *key);
1106         /**
1107          * Value destructor. Called when context with previously allocated
1108          * value of this slot is destroyed. \a data is a value that was returned
1109          * by a matching call to lu_context_key::lct_init().
1110          */
1111         void   (*lct_fini)(const struct lu_context *ctx,
1112                            struct lu_context_key *key, void *data);
1113         /**
1114          * Optional method called on lu_context_exit() for all allocated
1115          * keys. Can be used by debugging code checking that locks are
1116          * released, etc.
1117          */
1118         void   (*lct_exit)(const struct lu_context *ctx,
1119                            struct lu_context_key *key, void *data);
1120         /**
1121          * Internal implementation detail: index within lu_context::lc_value[]
1122          * reserved for this key.
1123          */
1124         int             lct_index;
1125         /**
1126          * Internal implementation detail: number of values created for this
1127          * key.
1128          */
1129         atomic_t        lct_used;
1130         /**
1131          * Internal implementation detail: module for this key.
1132          */
1133         struct module   *lct_owner;
1134         /**
1135          * References to this key. For debugging.
1136          */
1137         struct lu_ref   lct_reference;
1138 };
1139
1140 #define LU_KEY_INIT(mod, type)                                    \
1141         static void* mod##_key_init(const struct lu_context *ctx, \
1142                                     struct lu_context_key *key)   \
1143         {                                                         \
1144                 type *value;                                      \
1145                                                                   \
1146                 CLASSERT(PAGE_CACHE_SIZE >= sizeof (*value));       \
1147                                                                   \
1148                 OBD_ALLOC_PTR(value);                             \
1149                 if (value == NULL)                                \
1150                         value = ERR_PTR(-ENOMEM);                 \
1151                                                                   \
1152                 return value;                                     \
1153         }                                                         \
1154         struct __##mod##__dummy_init {;} /* semicolon catcher */
1155
1156 #define LU_KEY_FINI(mod, type)                                              \
1157         static void mod##_key_fini(const struct lu_context *ctx,            \
1158                                     struct lu_context_key *key, void* data) \
1159         {                                                                   \
1160                 type *info = data;                                          \
1161                                                                             \
1162                 OBD_FREE_PTR(info);                                         \
1163         }                                                                   \
1164         struct __##mod##__dummy_fini {;} /* semicolon catcher */
1165
1166 #define LU_KEY_INIT_FINI(mod, type)   \
1167         LU_KEY_INIT(mod,type);        \
1168         LU_KEY_FINI(mod,type)
1169
1170 #define LU_CONTEXT_KEY_DEFINE(mod, tags)                \
1171         struct lu_context_key mod##_thread_key = {      \
1172                 .lct_tags = tags,                       \
1173                 .lct_init = mod##_key_init,             \
1174                 .lct_fini = mod##_key_fini              \
1175         }
1176
1177 #define LU_CONTEXT_KEY_INIT(key)                        \
1178 do {                                                    \
1179         (key)->lct_owner = THIS_MODULE;                 \
1180 } while (0)
1181
1182 int   lu_context_key_register(struct lu_context_key *key);
1183 void  lu_context_key_degister(struct lu_context_key *key);
1184 void *lu_context_key_get     (const struct lu_context *ctx,
1185                                const struct lu_context_key *key);
1186 void  lu_context_key_quiesce (struct lu_context_key *key);
1187 void  lu_context_key_revive  (struct lu_context_key *key);
1188
1189
1190 /*
1191  * LU_KEY_INIT_GENERIC() has to be a macro to correctly determine an
1192  * owning module.
1193  */
1194
1195 #define LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1196         static void mod##_key_init_generic(struct lu_context_key *k, ...) \
1197         {                                                               \
1198                 struct lu_context_key *key = k;                         \
1199                 va_list args;                                           \
1200                                                                         \
1201                 va_start(args, k);                                      \
1202                 do {                                                    \
1203                         LU_CONTEXT_KEY_INIT(key);                       \
1204                         key = va_arg(args, struct lu_context_key *);    \
1205                 } while (key != NULL);                                  \
1206                 va_end(args);                                           \
1207         }
1208
1209 #define LU_TYPE_INIT(mod, ...)                                          \
1210         LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1211         static int mod##_type_init(struct lu_device_type *t)            \
1212         {                                                               \
1213                 mod##_key_init_generic(__VA_ARGS__, NULL);              \
1214                 return lu_context_key_register_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1215         }                                                               \
1216         struct __##mod##_dummy_type_init {;}
1217
1218 #define LU_TYPE_FINI(mod, ...)                                          \
1219         static void mod##_type_fini(struct lu_device_type *t)           \
1220         {                                                               \
1221                 lu_context_key_degister_many(__VA_ARGS__, NULL);        \
1222         }                                                               \
1223         struct __##mod##_dummy_type_fini {;}
1224
1225 #define LU_TYPE_START(mod, ...)                                 \
1226         static void mod##_type_start(struct lu_device_type *t)  \
1227         {                                                       \
1228                 lu_context_key_revive_many(__VA_ARGS__, NULL);  \
1229         }                                                       \
1230         struct __##mod##_dummy_type_start {;}
1231
1232 #define LU_TYPE_STOP(mod, ...)                                  \
1233         static void mod##_type_stop(struct lu_device_type *t)   \
1234         {                                                       \
1235                 lu_context_key_quiesce_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1236         }                                                       \
1237         struct __##mod##_dummy_type_stop {;}
1238
1239
1240
1241 #define LU_TYPE_INIT_FINI(mod, ...)             \
1242         LU_TYPE_INIT(mod, __VA_ARGS__);         \
1243         LU_TYPE_FINI(mod, __VA_ARGS__);         \
1244         LU_TYPE_START(mod, __VA_ARGS__);        \
1245         LU_TYPE_STOP(mod, __VA_ARGS__)
1246
1247 int   lu_context_init  (struct lu_context *ctx, __u32 tags);
1248 void  lu_context_fini  (struct lu_context *ctx);
1249 void  lu_context_enter (struct lu_context *ctx);
1250 void  lu_context_exit  (struct lu_context *ctx);
1251 int   lu_context_refill(struct lu_context *ctx);
1252
1253 /*
1254  * Helper functions to operate on multiple keys. These are used by the default
1255  * device type operations, defined by LU_TYPE_INIT_FINI().
1256  */
1257
1258 int  lu_context_key_register_many(struct lu_context_key *k, ...);
1259 void lu_context_key_degister_many(struct lu_context_key *k, ...);
1260 void lu_context_key_revive_many  (struct lu_context_key *k, ...);
1261 void lu_context_key_quiesce_many (struct lu_context_key *k, ...);
1262
1263 /*
1264  * update/clear ctx/ses tags.
1265  */
1266 void lu_context_tags_update(__u32 tags);
1267 void lu_context_tags_clear(__u32 tags);
1268 void lu_session_tags_update(__u32 tags);
1269 void lu_session_tags_clear(__u32 tags);
1270
1271 /**
1272  * Environment.
1273  */
1274 struct lu_env {
1275         /**
1276          * "Local" context, used to store data instead of stack.
1277          */
1278         struct lu_context  le_ctx;
1279         /**
1280          * "Session" context for per-request data.
1281          */
1282         struct lu_context *le_ses;
1283 };
1284
1285 int  lu_env_init  (struct lu_env *env, __u32 tags);
1286 void lu_env_fini  (struct lu_env *env);
1287 int  lu_env_refill(struct lu_env *env);
1288 int  lu_env_refill_by_tags(struct lu_env *env, __u32 ctags, __u32 stags);
1289
1290 /** @} lu_context */
1291
1292 /**
1293  * Output site statistical counters into a buffer. Suitable for
1294  * ll_rd_*()-style functions.
1295  */
1296 int lu_site_stats_seq_print(const struct lu_site *s, struct seq_file *m);
1297
1298 /**
1299  * Common name structure to be passed around for various name related methods.
1300  */
1301 struct lu_name {
1302         const char    *ln_name;
1303         int            ln_namelen;
1304 };
1305
1306 /**
1307  * Validate names (path components)
1308  *
1309  * To be valid \a name must be non-empty, '\0' terminated of length \a
1310  * name_len, and not contain '/'. The maximum length of a name (before
1311  * say -ENAMETOOLONG will be returned) is really controlled by llite
1312  * and the server. We only check for something insane coming from bad
1313  * integer handling here.
1314  */
1315 static inline bool lu_name_is_valid_2(const char *name, size_t name_len)
1316 {
1317         return name != NULL &&
1318                name_len > 0 &&
1319                name_len < INT_MAX &&
1320                name[name_len] == '\0' &&
1321                strlen(name) == name_len &&
1322                memchr(name, '/', name_len) == NULL;
1323 }
1324
1325 static inline bool lu_name_is_valid(const struct lu_name *ln)
1326 {
1327         return lu_name_is_valid_2(ln->ln_name, ln->ln_namelen);
1328 }
1329
1330 #define DNAME "%.*s"
1331 #define PNAME(ln)                                       \
1332         (lu_name_is_valid(ln) ? (ln)->ln_namelen : 0),  \
1333         (lu_name_is_valid(ln) ? (ln)->ln_name : "")
1334
1335 /**
1336  * Common buffer structure to be passed around for various xattr_{s,g}et()
1337  * methods.
1338  */
1339 struct lu_buf {
1340         void   *lb_buf;
1341         size_t  lb_len;
1342 };
1343
1344 #define DLUBUF "(%p %zu)"
1345 #define PLUBUF(buf) (buf)->lb_buf, (buf)->lb_len
1346
1347 /* read buffer params, should be filled out by out */
1348 struct lu_rdbuf {
1349         /** number of buffers */
1350         unsigned int    rb_nbufs;
1351         /** pointers to buffers */
1352         struct lu_buf   rb_bufs[];
1353 };
1354
1355 /**
1356  * One-time initializers, called at obdclass module initialization, not
1357  * exported.
1358  */
1359
1360 /**
1361  * Initialization of global lu_* data.
1362  */
1363 int lu_global_init(void);
1364
1365 /**
1366  * Dual to lu_global_init().
1367  */
1368 void lu_global_fini(void);
1369
1370 struct lu_kmem_descr {
1371         struct kmem_cache **ckd_cache;
1372         const char       *ckd_name;
1373         const size_t      ckd_size;
1374 };
1375
1376 int  lu_kmem_init(struct lu_kmem_descr *caches);
1377 void lu_kmem_fini(struct lu_kmem_descr *caches);
1378
1379 void lu_object_assign_fid(const struct lu_env *env, struct lu_object *o,
1380                           const struct lu_fid *fid);
1381 struct lu_object *lu_object_anon(const struct lu_env *env,
1382                                  struct lu_device *dev,
1383                                  const struct lu_object_conf *conf);
1384
1385 /** null buffer */
1386 extern struct lu_buf LU_BUF_NULL;
1387
1388 void lu_buf_free(struct lu_buf *buf);
1389 void lu_buf_alloc(struct lu_buf *buf, size_t size);
1390 void lu_buf_realloc(struct lu_buf *buf, size_t size);
1391
1392 int lu_buf_check_and_grow(struct lu_buf *buf, size_t len);
1393 struct lu_buf *lu_buf_check_and_alloc(struct lu_buf *buf, size_t len);
1394
1395 extern __u32 lu_context_tags_default;
1396 extern __u32 lu_session_tags_default;
1397
1398 static inline bool lu_device_is_cl(const struct lu_device *d)
1399 {
1400         return d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_CL;
1401 }
1402
1403 static inline bool lu_object_is_cl(const struct lu_object *o)
1404 {
1405         return lu_device_is_cl(o->lo_dev);
1406 }
1407
1408 /** @} lu */
1409 #endif /* __LUSTRE_LU_OBJECT_H */