Whamcloud - gitweb
2b9424fe4ecca1e14515c259783a3f60ce222a9e
[fs/lustre-release.git] / lustre / include / lu_object.h
1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; indent-tabs-mode: nil; -*-
2  * vim:expandtab:shiftwidth=8:tabstop=8:
3  *
4  * GPL HEADER START
5  *
6  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
10  * as published by the Free Software Foundation.
11  *
12  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
16  * in the LICENSE file that accompanied this code).
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * version 2 along with this program; If not, see
20  * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
21  *
22  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
23  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
24  * have any questions.
25  *
26  * GPL HEADER END
27  */
28 /*
29  * Copyright (c) 2007, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
30  * Use is subject to license terms.
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
42 /*
43  * struct lu_fid
44  */
45 #include <libcfs/libcfs.h>
46
47 #include <lustre/lustre_idl.h>
48
49 #include <lu_ref.h>
50
51 struct seq_file;
52 struct proc_dir_entry;
53 struct lustre_cfg;
54 struct lprocfs_stats;
55
56 /** \defgroup lu lu
57  * lu_* data-types represent server-side entities shared by data and meta-data
58  * stacks.
59  *
60  * Design goals:
61  *
62  * -# support for layering.
63  *
64  *     Server side object is split into layers, one per device in the
65  *     corresponding device stack. Individual layer is represented by struct
66  *     lu_object. Compound layered object --- by struct lu_object_header. Most
67  *     interface functions take lu_object as an argument and operate on the
68  *     whole compound object. This decision was made due to the following
69  *     reasons:
70  *
71  *        - it's envisaged that lu_object will be used much more often than
72  *        lu_object_header;
73  *
74  *        - we want lower (non-top) layers to be able to initiate operations
75  *        on the whole object.
76  *
77  *     Generic code supports layering more complex than simple stacking, e.g.,
78  *     it is possible that at some layer object "spawns" multiple sub-objects
79  *     on the lower layer.
80  *
81  * -# fid-based identification.
82  *
83  *     Compound object is uniquely identified by its fid. Objects are indexed
84  *     by their fids (hash table is used for index).
85  *
86  * -# caching and life-cycle management.
87  *
88  *     Object's life-time is controlled by reference counting. When reference
89  *     count drops to 0, object is returned to cache. Cached objects still
90  *     retain their identity (i.e., fid), and can be recovered from cache.
91  *
92  *     Objects are kept in the global LRU list, and lu_site_purge() function
93  *     can be used to reclaim given number of unused objects from the tail of
94  *     the LRU.
95  *
96  * -# avoiding recursion.
97  *
98  *     Generic code tries to replace recursion through layers by iterations
99  *     where possible. Additionally to the end of reducing stack consumption,
100  *     data, when practically possible, are allocated through lu_context_key
101  *     interface rather than on stack.
102  * @{
103  */
104
105 struct lu_site;
106 struct lu_object;
107 struct lu_device;
108 struct lu_object_header;
109 struct lu_context;
110 struct lu_env;
111
112 /**
113  * Operations common for data and meta-data devices.
114  */
115 struct lu_device_operations {
116         /**
117          * Allocate object for the given device (without lower-layer
118          * parts). This is called by lu_object_operations::loo_object_init()
119          * from the parent layer, and should setup at least lu_object::lo_dev
120          * and lu_object::lo_ops fields of resulting lu_object.
121          *
122          * Object creation protocol.
123          *
124          * Due to design goal of avoiding recursion, object creation (see
125          * lu_object_alloc()) is somewhat involved:
126          *
127          *  - first, lu_device_operations::ldo_object_alloc() method of the
128          *  top-level device in the stack is called. It should allocate top
129          *  level object (including lu_object_header), but without any
130          *  lower-layer sub-object(s).
131          *
132          *  - then lu_object_alloc() sets fid in the header of newly created
133          *  object.
134          *
135          *  - then lu_object_operations::loo_object_init() is called. It has
136          *  to allocate lower-layer object(s). To do this,
137          *  lu_object_operations::loo_object_init() calls ldo_object_alloc()
138          *  of the lower-layer device(s).
139          *
140          *  - for all new objects allocated by
141          *  lu_object_operations::loo_object_init() (and inserted into object
142          *  stack), lu_object_operations::loo_object_init() is called again
143          *  repeatedly, until no new objects are created.
144          *
145          * \post ergo(!IS_ERR(result), result->lo_dev == d &&
146          *                             result->lo_ops != NULL);
147          */
148         struct lu_object *(*ldo_object_alloc)(const struct lu_env *env,
149                                               const struct lu_object_header *h,
150                                               struct lu_device *d);
151         /**
152          * process config specific for device.
153          */
154         int (*ldo_process_config)(const struct lu_env *env,
155                                   struct lu_device *, struct lustre_cfg *);
156         int (*ldo_recovery_complete)(const struct lu_env *,
157                                      struct lu_device *);
158
159         /**
160          * initialize local objects for device. this method called after layer has
161          * been initialized (after LCFG_SETUP stage) and before it starts serving
162          * user requests.
163          */
164
165         int (*ldo_prepare)(const struct lu_env *,
166                            struct lu_device *parent,
167                            struct lu_device *dev);
168
169 };
170
171 /**
172  * Object configuration, describing particulars of object being created. On
173  * server this is not used, as server objects are full identified by fid. On
174  * client configuration contains struct lustre_md.
175  */
176 struct lu_object_conf {
177 };
178
179 /**
180  * Type of "printer" function used by lu_object_operations::loo_object_print()
181  * method.
182  *
183  * Printer function is needed to provide some flexibility in (semi-)debugging
184  * output: possible implementations: printk, CDEBUG, sysfs/seq_file
185  */
186 typedef int (*lu_printer_t)(const struct lu_env *env,
187                             void *cookie, const char *format, ...)
188         __attribute__ ((format (printf, 3, 4)));
189
190 /**
191  * Operations specific for particular lu_object.
192  */
193 struct lu_object_operations {
194
195         /**
196          * Allocate lower-layer parts of the object by calling
197          * lu_device_operations::ldo_object_alloc() of the corresponding
198          * underlying device.
199          *
200          * This method is called once for each object inserted into object
201          * stack. It's responsibility of this method to insert lower-layer
202          * object(s) it create into appropriate places of object stack.
203          */
204         int (*loo_object_init)(const struct lu_env *env,
205                                struct lu_object *o,
206                                const struct lu_object_conf *conf);
207         /**
208          * Called (in top-to-bottom order) during object allocation after all
209          * layers were allocated and initialized. Can be used to perform
210          * initialization depending on lower layers.
211          */
212         int (*loo_object_start)(const struct lu_env *env,
213                                 struct lu_object *o);
214         /**
215          * Called before lu_object_operations::loo_object_free() to signal
216          * that object is being destroyed. Dual to
217          * lu_object_operations::loo_object_init().
218          */
219         void (*loo_object_delete)(const struct lu_env *env,
220                                   struct lu_object *o);
221         /**
222          * Dual to lu_device_operations::ldo_object_alloc(). Called when
223          * object is removed from memory.
224          */
225         void (*loo_object_free)(const struct lu_env *env,
226                                 struct lu_object *o);
227         /**
228          * Called when last active reference to the object is released (and
229          * object returns to the cache). This method is optional.
230          */
231         void (*loo_object_release)(const struct lu_env *env,
232                                    struct lu_object *o);
233         /**
234          * Optional debugging helper. Print given object.
235          */
236         int (*loo_object_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
237                                 lu_printer_t p, const struct lu_object *o);
238         /**
239          * Optional debugging method. Returns true iff method is internally
240          * consistent.
241          */
242         int (*loo_object_invariant)(const struct lu_object *o);
243 };
244
245 /**
246  * Type of lu_device.
247  */
248 struct lu_device_type;
249
250 /**
251  * Device: a layer in the server side abstraction stacking.
252  */
253 struct lu_device {
254         /**
255          * reference count. This is incremented, in particular, on each object
256          * created at this layer.
257          *
258          * \todo XXX which means that atomic_t is probably too small.
259          */
260         cfs_atomic_t                       ld_ref;
261         /**
262          * Pointer to device type. Never modified once set.
263          */
264         struct lu_device_type       *ld_type;
265         /**
266          * Operation vector for this device.
267          */
268         const struct lu_device_operations *ld_ops;
269         /**
270          * Stack this device belongs to.
271          */
272         struct lu_site                    *ld_site;
273         struct proc_dir_entry             *ld_proc_entry;
274
275         /** \todo XXX: temporary back pointer into obd. */
276         struct obd_device                 *ld_obd;
277         /**
278          * A list of references to this object, for debugging.
279          */
280         struct lu_ref                      ld_reference;
281 };
282
283 struct lu_device_type_operations;
284
285 /**
286  * Tag bits for device type. They are used to distinguish certain groups of
287  * device types.
288  */
289 enum lu_device_tag {
290         /** this is meta-data device */
291         LU_DEVICE_MD = (1 << 0),
292         /** this is data device */
293         LU_DEVICE_DT = (1 << 1),
294         /** data device in the client stack */
295         LU_DEVICE_CL = (1 << 2)
296 };
297
298 /**
299  * Type of device.
300  */
301 struct lu_device_type {
302         /**
303          * Tag bits. Taken from enum lu_device_tag. Never modified once set.
304          */
305         __u32                                   ldt_tags;
306         /**
307          * Name of this class. Unique system-wide. Never modified once set.
308          */
309         char                                   *ldt_name;
310         /**
311          * Operations for this type.
312          */
313         const struct lu_device_type_operations *ldt_ops;
314         /**
315          * \todo XXX: temporary pointer to associated obd_type.
316          */
317         struct obd_type                        *ldt_obd_type;
318         /**
319          * \todo XXX: temporary: context tags used by obd_*() calls.
320          */
321         __u32                                   ldt_ctx_tags;
322         /**
323          * Number of existing device type instances.
324          */
325         unsigned                                ldt_device_nr;
326         /**
327          * Linkage into a global list of all device types.
328          *
329          * \see lu_device_types.
330          */
331         cfs_list_t                              ldt_linkage;
332 };
333
334 /**
335  * Operations on a device type.
336  */
337 struct lu_device_type_operations {
338         /**
339          * Allocate new device.
340          */
341         struct lu_device *(*ldto_device_alloc)(const struct lu_env *env,
342                                                struct lu_device_type *t,
343                                                struct lustre_cfg *lcfg);
344         /**
345          * Free device. Dual to
346          * lu_device_type_operations::ldto_device_alloc(). Returns pointer to
347          * the next device in the stack.
348          */
349         struct lu_device *(*ldto_device_free)(const struct lu_env *,
350                                               struct lu_device *);
351
352         /**
353          * Initialize the devices after allocation
354          */
355         int  (*ldto_device_init)(const struct lu_env *env,
356                                  struct lu_device *, const char *,
357                                  struct lu_device *);
358         /**
359          * Finalize device. Dual to
360          * lu_device_type_operations::ldto_device_init(). Returns pointer to
361          * the next device in the stack.
362          */
363         struct lu_device *(*ldto_device_fini)(const struct lu_env *env,
364                                               struct lu_device *);
365         /**
366          * Initialize device type. This is called on module load.
367          */
368         int  (*ldto_init)(struct lu_device_type *t);
369         /**
370          * Finalize device type. Dual to
371          * lu_device_type_operations::ldto_init(). Called on module unload.
372          */
373         void (*ldto_fini)(struct lu_device_type *t);
374         /**
375          * Called when the first device is created.
376          */
377         void (*ldto_start)(struct lu_device_type *t);
378         /**
379          * Called when number of devices drops to 0.
380          */
381         void (*ldto_stop)(struct lu_device_type *t);
382 };
383
384 /**
385  * Flags for the object layers.
386  */
387 enum lu_object_flags {
388         /**
389          * this flags is set if lu_object_operations::loo_object_init() has
390          * been called for this layer. Used by lu_object_alloc().
391          */
392         LU_OBJECT_ALLOCATED = (1 << 0)
393 };
394
395 /**
396  * Common object attributes.
397  */
398 struct lu_attr {
399         /** size in bytes */
400         __u64          la_size;
401         /** modification time in seconds since Epoch */
402         obd_time       la_mtime;
403         /** access time in seconds since Epoch */
404         obd_time       la_atime;
405         /** change time in seconds since Epoch */
406         obd_time       la_ctime;
407         /** 512-byte blocks allocated to object */
408         __u64          la_blocks;
409         /** permission bits and file type */
410         __u32          la_mode;
411         /** owner id */
412         __u32          la_uid;
413         /** group id */
414         __u32          la_gid;
415         /** object flags */
416         __u32          la_flags;
417         /** number of persistent references to this object */
418         __u32          la_nlink;
419         /** blk bits of the object*/
420         __u32          la_blkbits;
421         /** blk size of the object*/
422         __u32          la_blksize;
423         /** real device */
424         __u32          la_rdev;
425         /**
426          * valid bits
427          *
428          * \see enum la_valid
429          */
430         __u64          la_valid;
431 };
432
433 /** Bit-mask of valid attributes */
434 enum la_valid {
435         LA_ATIME = 1 << 0,
436         LA_MTIME = 1 << 1,
437         LA_CTIME = 1 << 2,
438         LA_SIZE  = 1 << 3,
439         LA_MODE  = 1 << 4,
440         LA_UID   = 1 << 5,
441         LA_GID   = 1 << 6,
442         LA_BLOCKS = 1 << 7,
443         LA_TYPE   = 1 << 8,
444         LA_FLAGS  = 1 << 9,
445         LA_NLINK  = 1 << 10,
446         LA_RDEV   = 1 << 11,
447         LA_BLKSIZE = 1 << 12,
448         LA_KILL_SUID = 1 << 13,
449         LA_KILL_SGID = 1 << 14,
450 };
451
452 /**
453  * Layer in the layered object.
454  */
455 struct lu_object {
456         /**
457          * Header for this object.
458          */
459         struct lu_object_header           *lo_header;
460         /**
461          * Device for this layer.
462          */
463         struct lu_device                  *lo_dev;
464         /**
465          * Operations for this object.
466          */
467         const struct lu_object_operations *lo_ops;
468         /**
469          * Linkage into list of all layers.
470          */
471         cfs_list_t                         lo_linkage;
472         /**
473          * Depth. Top level layer depth is 0.
474          */
475         int                                lo_depth;
476         /**
477          * Flags from enum lu_object_flags.
478          */
479         unsigned long                      lo_flags;
480         /**
481          * Link to the device, for debugging.
482          */
483         struct lu_ref_link                *lo_dev_ref;
484 };
485
486 enum lu_object_header_flags {
487         /**
488          * Don't keep this object in cache. Object will be destroyed as soon
489          * as last reference to it is released. This flag cannot be cleared
490          * once set.
491          */
492         LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE = 0
493 };
494
495 enum lu_object_header_attr {
496         LOHA_EXISTS   = 1 << 0,
497         LOHA_REMOTE   = 1 << 1,
498         /**
499          * UNIX file type is stored in S_IFMT bits.
500          */
501         LOHA_FT_START = 001 << 12, /**< S_IFIFO */
502         LOHA_FT_END   = 017 << 12, /**< S_IFMT */
503 };
504
505 /**
506  * "Compound" object, consisting of multiple layers.
507  *
508  * Compound object with given fid is unique with given lu_site.
509  *
510  * Note, that object does *not* necessary correspond to the real object in the
511  * persistent storage: object is an anchor for locking and method calling, so
512  * it is created for things like not-yet-existing child created by mkdir or
513  * create calls. lu_object_operations::loo_exists() can be used to check
514  * whether object is backed by persistent storage entity.
515  */
516 struct lu_object_header {
517         /**
518          * Object flags from enum lu_object_header_flags. Set and checked
519          * atomically.
520          */
521         unsigned long          loh_flags;
522         /**
523          * Object reference count. Protected by lu_site::ls_guard.
524          */
525         cfs_atomic_t           loh_ref;
526         /**
527          * Fid, uniquely identifying this object.
528          */
529         struct lu_fid          loh_fid;
530         /**
531          * Common object attributes, cached for efficiency. From enum
532          * lu_object_header_attr.
533          */
534         __u32                  loh_attr;
535         /**
536          * Linkage into per-site hash table. Protected by lu_site::ls_guard.
537          */
538         cfs_hlist_node_t       loh_hash;
539         /**
540          * Linkage into per-site LRU list. Protected by lu_site::ls_guard.
541          */
542         cfs_list_t             loh_lru;
543         /**
544          * Linkage into list of layers. Never modified once set (except lately
545          * during object destruction). No locking is necessary.
546          */
547         cfs_list_t             loh_layers;
548         /**
549          * A list of references to this object, for debugging.
550          */
551         struct lu_ref          loh_reference;
552 };
553
554 struct fld;
555
556 struct lu_site_bkt_data {
557         /**
558          * number of busy object on this bucket
559          */
560         long                      lsb_busy;
561         /**
562          * LRU list, updated on each access to object. Protected by
563          * bucket lock of lu_site::ls_obj_hash.
564          *
565          * "Cold" end of LRU is lu_site::ls_lru.next. Accessed object are
566          * moved to the lu_site::ls_lru.prev (this is due to the non-existence
567          * of list_for_each_entry_safe_reverse()).
568          */
569         cfs_list_t                lsb_lru;
570         /**
571          * Wait-queue signaled when an object in this site is ultimately
572          * destroyed (lu_object_free()). It is used by lu_object_find() to
573          * wait before re-trying when object in the process of destruction is
574          * found in the hash table.
575          *
576          * \see htable_lookup().
577          */
578         cfs_waitq_t               lsb_marche_funebre;
579 };
580
581 enum {
582         LU_SS_CREATED         = 0,
583         LU_SS_CACHE_HIT,
584         LU_SS_CACHE_MISS,
585         LU_SS_CACHE_RACE,
586         LU_SS_CACHE_DEATH_RACE,
587         LU_SS_LRU_PURGED,
588         LU_SS_LAST_STAT
589 };
590
591 /**
592  * lu_site is a "compartment" within which objects are unique, and LRU
593  * discipline is maintained.
594  *
595  * lu_site exists so that multiple layered stacks can co-exist in the same
596  * address space.
597  *
598  * lu_site has the same relation to lu_device as lu_object_header to
599  * lu_object.
600  */
601 struct lu_site {
602         /**
603          * objects hash table
604          */
605         cfs_hash_t               *ls_obj_hash;
606         /**
607          * index of bucket on hash table while purging
608          */
609         int                       ls_purge_start;
610         /**
611          * Top-level device for this stack.
612          */
613         struct lu_device         *ls_top_dev;
614         /**
615          * Linkage into global list of sites.
616          */
617         cfs_list_t                ls_linkage;
618         /**
619          * lu_site stats
620          */
621         struct lprocfs_stats     *ls_stats;
622         struct lprocfs_stats     *ls_time_stats;
623 };
624
625 static inline struct lu_site_bkt_data *
626 lu_site_bkt_from_fid(struct lu_site *site, struct lu_fid *fid)
627 {
628         cfs_hash_bd_t bd;
629
630         cfs_hash_bd_get(site->ls_obj_hash, fid, &bd);
631         return cfs_hash_bd_extra_get(site->ls_obj_hash, &bd);
632 }
633
634 /** \name ctors
635  * Constructors/destructors.
636  * @{
637  */
638
639 int  lu_site_init         (struct lu_site *s, struct lu_device *d);
640 void lu_site_fini         (struct lu_site *s);
641 int  lu_site_init_finish  (struct lu_site *s);
642 void lu_stack_fini        (const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
643 void lu_device_get        (struct lu_device *d);
644 void lu_device_put        (struct lu_device *d);
645 int  lu_device_init       (struct lu_device *d, struct lu_device_type *t);
646 void lu_device_fini       (struct lu_device *d);
647 int  lu_object_header_init(struct lu_object_header *h);
648 void lu_object_header_fini(struct lu_object_header *h);
649 int  lu_object_init       (struct lu_object *o,
650                            struct lu_object_header *h, struct lu_device *d);
651 void lu_object_fini       (struct lu_object *o);
652 void lu_object_add_top    (struct lu_object_header *h, struct lu_object *o);
653 void lu_object_add        (struct lu_object *before, struct lu_object *o);
654
655 /**
656  * Helpers to initialize and finalize device types.
657  */
658
659 int  lu_device_type_init(struct lu_device_type *ldt);
660 void lu_device_type_fini(struct lu_device_type *ldt);
661 void lu_types_stop(void);
662
663 /** @} ctors */
664
665 /** \name caching
666  * Caching and reference counting.
667  * @{
668  */
669
670 /**
671  * Acquire additional reference to the given object. This function is used to
672  * attain additional reference. To acquire initial reference use
673  * lu_object_find().
674  */
675 static inline void lu_object_get(struct lu_object *o)
676 {
677         LASSERT(cfs_atomic_read(&o->lo_header->loh_ref) > 0);
678         cfs_atomic_inc(&o->lo_header->loh_ref);
679 }
680
681 /**
682  * Return true of object will not be cached after last reference to it is
683  * released.
684  */
685 static inline int lu_object_is_dying(const struct lu_object_header *h)
686 {
687         return cfs_test_bit(LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE, &h->loh_flags);
688 }
689
690 void lu_object_put(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
691
692 int lu_site_purge(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, int nr);
693
694 void lu_site_print(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, void *cookie,
695                    lu_printer_t printer);
696 struct lu_object *lu_object_find(const struct lu_env *env,
697                                  struct lu_device *dev, const struct lu_fid *f,
698                                  const struct lu_object_conf *conf);
699 struct lu_object *lu_object_find_at(const struct lu_env *env,
700                                     struct lu_device *dev,
701                                     const struct lu_fid *f,
702                                     const struct lu_object_conf *conf);
703 struct lu_object *lu_object_find_slice(const struct lu_env *env,
704                                        struct lu_device *dev,
705                                        const struct lu_fid *f,
706                                        const struct lu_object_conf *conf);
707 /** @} caching */
708
709 /** \name helpers
710  * Helpers.
711  * @{
712  */
713
714 /**
715  * First (topmost) sub-object of given compound object
716  */
717 static inline struct lu_object *lu_object_top(struct lu_object_header *h)
718 {
719         LASSERT(!cfs_list_empty(&h->loh_layers));
720         return container_of0(h->loh_layers.next, struct lu_object, lo_linkage);
721 }
722
723 /**
724  * Next sub-object in the layering
725  */
726 static inline struct lu_object *lu_object_next(const struct lu_object *o)
727 {
728         return container_of0(o->lo_linkage.next, struct lu_object, lo_linkage);
729 }
730
731 /**
732  * Pointer to the fid of this object.
733  */
734 static inline const struct lu_fid *lu_object_fid(const struct lu_object *o)
735 {
736         return &o->lo_header->loh_fid;
737 }
738
739 /**
740  * return device operations vector for this object
741  */
742 static const inline struct lu_device_operations *
743 lu_object_ops(const struct lu_object *o)
744 {
745         return o->lo_dev->ld_ops;
746 }
747
748 /**
749  * Given a compound object, find its slice, corresponding to the device type
750  * \a dtype.
751  */
752 struct lu_object *lu_object_locate(struct lu_object_header *h,
753                                    const struct lu_device_type *dtype);
754
755 struct lu_cdebug_print_info {
756         int         lpi_subsys;
757         int         lpi_mask;
758         const char *lpi_file;
759         const char *lpi_fn;
760         int         lpi_line;
761 };
762
763 /**
764  * Printer function emitting messages through libcfs_debug_msg().
765  */
766 int lu_cdebug_printer(const struct lu_env *env,
767                       void *cookie, const char *format, ...);
768
769 #define DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(var, mask) \
770         struct lu_cdebug_print_info var = {     \
771                 .lpi_subsys = DEBUG_SUBSYSTEM,  \
772                 .lpi_mask   = (mask),           \
773                 .lpi_file   = __FILE__,         \
774                 .lpi_fn     = __FUNCTION__,     \
775                 .lpi_line   = __LINE__          \
776         }
777
778 /**
779  * Print object description followed by a user-supplied message.
780  */
781 #define LU_OBJECT_DEBUG(mask, env, object, format, ...)                 \
782 do {                                                                    \
783         static DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(__info, mask);              \
784                                                                         \
785         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
786                 lu_object_print(env, &__info, lu_cdebug_printer, object); \
787                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
788         }                                                               \
789 } while (0)
790
791 /**
792  * Print short object description followed by a user-supplied message.
793  */
794 #define LU_OBJECT_HEADER(mask, env, object, format, ...)                \
795 do {                                                                    \
796         static DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(__info, mask);              \
797                                                                         \
798         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
799                 lu_object_header_print(env, &__info, lu_cdebug_printer, \
800                                        (object)->lo_header);            \
801                 lu_cdebug_printer(env, &__info, "\n");                  \
802                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
803         }                                                               \
804 } while (0)
805
806 void lu_object_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
807                             lu_printer_t printer, const struct lu_object *o);
808 void lu_object_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
809                             lu_printer_t printer,
810                             const struct lu_object_header *hdr);
811
812 /**
813  * Check object consistency.
814  */
815 int lu_object_invariant(const struct lu_object *o);
816
817
818 /**
819  * \retval  1 iff object \a o exists on stable storage,
820  * \retval -1 iff object \a o is on remote server.
821  */
822 static inline int lu_object_exists(const struct lu_object *o)
823 {
824         __u32 attr;
825
826         attr = o->lo_header->loh_attr;
827         if (attr & LOHA_REMOTE)
828                 return -1;
829         else if (attr & LOHA_EXISTS)
830                 return +1;
831         else
832                 return 0;
833 }
834
835 static inline int lu_object_assert_exists(const struct lu_object *o)
836 {
837         return lu_object_exists(o) != 0;
838 }
839
840 static inline int lu_object_assert_not_exists(const struct lu_object *o)
841 {
842         return lu_object_exists(o) <= 0;
843 }
844
845 /**
846  * Attr of this object.
847  */
848 static inline __u32 lu_object_attr(const struct lu_object *o)
849 {
850         LASSERT(lu_object_exists(o) > 0);
851         return o->lo_header->loh_attr;
852 }
853
854 static inline struct lu_ref_link *lu_object_ref_add(struct lu_object *o,
855                                                     const char *scope,
856                                                     const void *source)
857 {
858         return lu_ref_add(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
859 }
860
861 static inline void lu_object_ref_del(struct lu_object *o,
862                                      const char *scope, const void *source)
863 {
864         lu_ref_del(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
865 }
866
867 static inline void lu_object_ref_del_at(struct lu_object *o,
868                                         struct lu_ref_link *link,
869                                         const char *scope, const void *source)
870 {
871         lu_ref_del_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
872 }
873
874 /** input params, should be filled out by mdt */
875 struct lu_rdpg {
876         /** hash */
877         __u64                   rp_hash;
878         /** count in bytes */
879         unsigned int            rp_count;
880         /** number of pages */
881         unsigned int            rp_npages;
882         /** requested attr */
883         __u32                   rp_attrs;
884         /** pointers to pages */
885         struct page           **rp_pages;
886 };
887
888 enum lu_xattr_flags {
889         LU_XATTR_REPLACE = (1 << 0),
890         LU_XATTR_CREATE  = (1 << 1)
891 };
892
893 /** @} helpers */
894
895 /** \name lu_context
896  * @{ */
897
898 /** For lu_context health-checks */
899 enum lu_context_state {
900         LCS_INITIALIZED = 1,
901         LCS_ENTERED,
902         LCS_LEFT,
903         LCS_FINALIZED
904 };
905
906 /**
907  * lu_context. Execution context for lu_object methods. Currently associated
908  * with thread.
909  *
910  * All lu_object methods, except device and device type methods (called during
911  * system initialization and shutdown) are executed "within" some
912  * lu_context. This means, that pointer to some "current" lu_context is passed
913  * as an argument to all methods.
914  *
915  * All service ptlrpc threads create lu_context as part of their
916  * initialization. It is possible to create "stand-alone" context for other
917  * execution environments (like system calls).
918  *
919  * lu_object methods mainly use lu_context through lu_context_key interface
920  * that allows each layer to associate arbitrary pieces of data with each
921  * context (see pthread_key_create(3) for similar interface).
922  *
923  * On a client, lu_context is bound to a thread, see cl_env_get().
924  *
925  * \see lu_context_key
926  */
927 struct lu_context {
928         /**
929          * lu_context is used on the client side too. Yet we don't want to
930          * allocate values of server-side keys for the client contexts and
931          * vice versa.
932          *
933          * To achieve this, set of tags in introduced. Contexts and keys are
934          * marked with tags. Key value are created only for context whose set
935          * of tags has non-empty intersection with one for key. Tags are taken
936          * from enum lu_context_tag.
937          */
938         __u32                  lc_tags;
939         /**
940          * Pointer to the home service thread. NULL for other execution
941          * contexts.
942          */
943         struct ptlrpc_thread  *lc_thread;
944         /**
945          * Pointer to an array with key values. Internal implementation
946          * detail.
947          */
948         void                 **lc_value;
949         enum lu_context_state  lc_state;
950         /**
951          * Linkage into a list of all remembered contexts. Only
952          * `non-transient' contexts, i.e., ones created for service threads
953          * are placed here.
954          */
955         cfs_list_t             lc_remember;
956         /**
957          * Version counter used to skip calls to lu_context_refill() when no
958          * keys were registered.
959          */
960         unsigned               lc_version;
961         /**
962          * Debugging cookie.
963          */
964         unsigned               lc_cookie;
965 };
966
967 /**
968  * lu_context_key interface. Similar to pthread_key.
969  */
970
971 enum lu_context_tag {
972         /**
973          * Thread on md server
974          */
975         LCT_MD_THREAD = 1 << 0,
976         /**
977          * Thread on dt server
978          */
979         LCT_DT_THREAD = 1 << 1,
980         /**
981          * Context for transaction handle
982          */
983         LCT_TX_HANDLE = 1 << 2,
984         /**
985          * Thread on client
986          */
987         LCT_CL_THREAD = 1 << 3,
988         /**
989          * A per-request session on a server, and a per-system-call session on
990          * a client.
991          */
992         LCT_SESSION   = 1 << 4,
993
994         /**
995          * Set when at least one of keys, having values in this context has
996          * non-NULL lu_context_key::lct_exit() method. This is used to
997          * optimize lu_context_exit() call.
998          */
999         LCT_HAS_EXIT  = 1 << 28,
1000         /**
1001          * Don't add references for modules creating key values in that context.
1002          * This is only for contexts used internally by lu_object framework.
1003          */
1004         LCT_NOREF     = 1 << 29,
1005         /**
1006          * Key is being prepared for retiring, don't create new values for it.
1007          */
1008         LCT_QUIESCENT = 1 << 30,
1009         /**
1010          * Context should be remembered.
1011          */
1012         LCT_REMEMBER  = 1 << 31,
1013         /**
1014          * Contexts usable in cache shrinker thread.
1015          */
1016         LCT_SHRINKER  = LCT_MD_THREAD|LCT_DT_THREAD|LCT_CL_THREAD|LCT_NOREF
1017 };
1018
1019 /**
1020  * Key. Represents per-context value slot.
1021  *
1022  * Keys are usually registered when module owning the key is initialized, and
1023  * de-registered when module is unloaded. Once key is registered, all new
1024  * contexts with matching tags, will get key value. "Old" contexts, already
1025  * initialized at the time of key registration, can be forced to get key value
1026  * by calling lu_context_refill().
1027  *
1028  * Every key value is counted in lu_context_key::lct_used and acquires a
1029  * reference on an owning module. This means, that all key values have to be
1030  * destroyed before module can be unloaded. This is usually achieved by
1031  * stopping threads started by the module, that created contexts in their
1032  * entry functions. Situation is complicated by the threads shared by multiple
1033  * modules, like ptlrpcd daemon on a client. To work around this problem,
1034  * contexts, created in such threads, are `remembered' (see
1035  * LCT_REMEMBER)---i.e., added into a global list. When module is preparing
1036  * for unloading it does the following:
1037  *
1038  *     - marks its keys as `quiescent' (lu_context_tag::LCT_QUIESCENT)
1039  *       preventing new key values from being allocated in the new contexts,
1040  *       and
1041  *
1042  *     - scans a list of remembered contexts, destroying values of module
1043  *       keys, thus releasing references to the module.
1044  *
1045  * This is done by lu_context_key_quiesce(). If module is re-activated
1046  * before key has been de-registered, lu_context_key_revive() call clears
1047  * `quiescent' marker.
1048  *
1049  * lu_context code doesn't provide any internal synchronization for these
1050  * activities---it's assumed that startup (including threads start-up) and
1051  * shutdown are serialized by some external means.
1052  *
1053  * \see lu_context
1054  */
1055 struct lu_context_key {
1056         /**
1057          * Set of tags for which values of this key are to be instantiated.
1058          */
1059         __u32 lct_tags;
1060         /**
1061          * Value constructor. This is called when new value is created for a
1062          * context. Returns pointer to new value of error pointer.
1063          */
1064         void  *(*lct_init)(const struct lu_context *ctx,
1065                            struct lu_context_key *key);
1066         /**
1067          * Value destructor. Called when context with previously allocated
1068          * value of this slot is destroyed. \a data is a value that was returned
1069          * by a matching call to lu_context_key::lct_init().
1070          */
1071         void   (*lct_fini)(const struct lu_context *ctx,
1072                            struct lu_context_key *key, void *data);
1073         /**
1074          * Optional method called on lu_context_exit() for all allocated
1075          * keys. Can be used by debugging code checking that locks are
1076          * released, etc.
1077          */
1078         void   (*lct_exit)(const struct lu_context *ctx,
1079                            struct lu_context_key *key, void *data);
1080         /**
1081          * Internal implementation detail: index within lu_context::lc_value[]
1082          * reserved for this key.
1083          */
1084         int      lct_index;
1085         /**
1086          * Internal implementation detail: number of values created for this
1087          * key.
1088          */
1089         cfs_atomic_t lct_used;
1090         /**
1091          * Internal implementation detail: module for this key.
1092          */
1093         cfs_module_t *lct_owner;
1094         /**
1095          * References to this key. For debugging.
1096          */
1097         struct lu_ref  lct_reference;
1098 };
1099
1100 #define LU_KEY_INIT(mod, type)                                    \
1101         static void* mod##_key_init(const struct lu_context *ctx, \
1102                                     struct lu_context_key *key)   \
1103         {                                                         \
1104                 type *value;                                      \
1105                                                                   \
1106                 CLASSERT(CFS_PAGE_SIZE >= sizeof (*value));       \
1107                                                                   \
1108                 OBD_ALLOC_PTR(value);                             \
1109                 if (value == NULL)                                \
1110                         value = ERR_PTR(-ENOMEM);                 \
1111                                                                   \
1112                 return value;                                     \
1113         }                                                         \
1114         struct __##mod##__dummy_init {;} /* semicolon catcher */
1115
1116 #define LU_KEY_FINI(mod, type)                                              \
1117         static void mod##_key_fini(const struct lu_context *ctx,            \
1118                                     struct lu_context_key *key, void* data) \
1119         {                                                                   \
1120                 type *info = data;                                          \
1121                                                                             \
1122                 OBD_FREE_PTR(info);                                         \
1123         }                                                                   \
1124         struct __##mod##__dummy_fini {;} /* semicolon catcher */
1125
1126 #define LU_KEY_INIT_FINI(mod, type)   \
1127         LU_KEY_INIT(mod,type);        \
1128         LU_KEY_FINI(mod,type)
1129
1130 #define LU_CONTEXT_KEY_DEFINE(mod, tags)                \
1131         struct lu_context_key mod##_thread_key = {      \
1132                 .lct_tags = tags,                       \
1133                 .lct_init = mod##_key_init,             \
1134                 .lct_fini = mod##_key_fini              \
1135         }
1136
1137 #define LU_CONTEXT_KEY_INIT(key)                        \
1138 do {                                                    \
1139         (key)->lct_owner = THIS_MODULE;                 \
1140 } while (0)
1141
1142 int   lu_context_key_register(struct lu_context_key *key);
1143 void  lu_context_key_degister(struct lu_context_key *key);
1144 void *lu_context_key_get     (const struct lu_context *ctx,
1145                                const struct lu_context_key *key);
1146 void  lu_context_key_quiesce (struct lu_context_key *key);
1147 void  lu_context_key_revive  (struct lu_context_key *key);
1148
1149
1150 /*
1151  * LU_KEY_INIT_GENERIC() has to be a macro to correctly determine an
1152  * owning module.
1153  */
1154
1155 #define LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1156         static void mod##_key_init_generic(struct lu_context_key *k, ...) \
1157         {                                                               \
1158                 struct lu_context_key *key = k;                         \
1159                 va_list args;                                           \
1160                                                                         \
1161                 va_start(args, k);                                      \
1162                 do {                                                    \
1163                         LU_CONTEXT_KEY_INIT(key);                       \
1164                         key = va_arg(args, struct lu_context_key *);    \
1165                 } while (key != NULL);                                  \
1166                 va_end(args);                                           \
1167         }
1168
1169 #define LU_TYPE_INIT(mod, ...)                                          \
1170         LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1171         static int mod##_type_init(struct lu_device_type *t)            \
1172         {                                                               \
1173                 mod##_key_init_generic(__VA_ARGS__, NULL);              \
1174                 return lu_context_key_register_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1175         }                                                               \
1176         struct __##mod##_dummy_type_init {;}
1177
1178 #define LU_TYPE_FINI(mod, ...)                                          \
1179         static void mod##_type_fini(struct lu_device_type *t)           \
1180         {                                                               \
1181                 lu_context_key_degister_many(__VA_ARGS__, NULL);        \
1182         }                                                               \
1183         struct __##mod##_dummy_type_fini {;}
1184
1185 #define LU_TYPE_START(mod, ...)                                 \
1186         static void mod##_type_start(struct lu_device_type *t)  \
1187         {                                                       \
1188                 lu_context_key_revive_many(__VA_ARGS__, NULL);  \
1189         }                                                       \
1190         struct __##mod##_dummy_type_start {;}
1191
1192 #define LU_TYPE_STOP(mod, ...)                                  \
1193         static void mod##_type_stop(struct lu_device_type *t)   \
1194         {                                                       \
1195                 lu_context_key_quiesce_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1196         }                                                       \
1197         struct __##mod##_dummy_type_stop {;}
1198
1199
1200
1201 #define LU_TYPE_INIT_FINI(mod, ...)             \
1202         LU_TYPE_INIT(mod, __VA_ARGS__);         \
1203         LU_TYPE_FINI(mod, __VA_ARGS__);         \
1204         LU_TYPE_START(mod, __VA_ARGS__);        \
1205         LU_TYPE_STOP(mod, __VA_ARGS__)
1206
1207 int   lu_context_init  (struct lu_context *ctx, __u32 tags);
1208 void  lu_context_fini  (struct lu_context *ctx);
1209 void  lu_context_enter (struct lu_context *ctx);
1210 void  lu_context_exit  (struct lu_context *ctx);
1211 int   lu_context_refill(struct lu_context *ctx);
1212
1213 /*
1214  * Helper functions to operate on multiple keys. These are used by the default
1215  * device type operations, defined by LU_TYPE_INIT_FINI().
1216  */
1217
1218 int  lu_context_key_register_many(struct lu_context_key *k, ...);
1219 void lu_context_key_degister_many(struct lu_context_key *k, ...);
1220 void lu_context_key_revive_many  (struct lu_context_key *k, ...);
1221 void lu_context_key_quiesce_many (struct lu_context_key *k, ...);
1222
1223 /**
1224  * Environment.
1225  */
1226 struct lu_env {
1227         /**
1228          * "Local" context, used to store data instead of stack.
1229          */
1230         struct lu_context  le_ctx;
1231         /**
1232          * "Session" context for per-request data.
1233          */
1234         struct lu_context *le_ses;
1235 };
1236
1237 int  lu_env_init  (struct lu_env *env, __u32 tags);
1238 void lu_env_fini  (struct lu_env *env);
1239 int  lu_env_refill(struct lu_env *env);
1240
1241 /** @} lu_context */
1242
1243 /**
1244  * Output site statistical counters into a buffer. Suitable for
1245  * ll_rd_*()-style functions.
1246  */
1247 int lu_site_stats_print(const struct lu_site *s, char *page, int count);
1248
1249 /**
1250  * Common name structure to be passed around for various name related methods.
1251  */
1252 struct lu_name {
1253         const char    *ln_name;
1254         int            ln_namelen;
1255 };
1256
1257 /**
1258  * Common buffer structure to be passed around for various xattr_{s,g}et()
1259  * methods.
1260  */
1261 struct lu_buf {
1262         void   *lb_buf;
1263         ssize_t lb_len;
1264 };
1265
1266 /** null buffer */
1267 extern struct lu_buf LU_BUF_NULL;
1268
1269 #define DLUBUF "(%p %z)"
1270 #define PLUBUF(buf) (buf)->lb_buf, (buf)->lb_len
1271 /**
1272  * One-time initializers, called at obdclass module initialization, not
1273  * exported.
1274  */
1275
1276 /**
1277  * Initialization of global lu_* data.
1278  */
1279 int lu_global_init(void);
1280
1281 /**
1282  * Dual to lu_global_init().
1283  */
1284 void lu_global_fini(void);
1285
1286 enum {
1287         LU_TIME_FIND_LOOKUP,
1288         LU_TIME_FIND_ALLOC,
1289         LU_TIME_FIND_INSERT,
1290         LU_TIME_NR
1291 };
1292
1293 extern const char *lu_time_names[LU_TIME_NR];
1294
1295 struct lu_kmem_descr {
1296         cfs_mem_cache_t **ckd_cache;
1297         const char       *ckd_name;
1298         const size_t      ckd_size;
1299 };
1300
1301 int  lu_kmem_init(struct lu_kmem_descr *caches);
1302 void lu_kmem_fini(struct lu_kmem_descr *caches);
1303
1304 /** @} lu */
1305 #endif /* __LUSTRE_LU_OBJECT_H */