Whamcloud - gitweb
553022d01adf74b4468cbbbaa8b99794a28955a0
[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, 2013, 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
45 struct seq_file;
46 struct proc_dir_entry;
47 struct lustre_cfg;
48 struct lprocfs_stats;
49
50 /** \defgroup lu lu
51  * lu_* data-types represent server-side entities shared by data and meta-data
52  * stacks.
53  *
54  * Design goals:
55  *
56  * -# support for layering.
57  *
58  *     Server side object is split into layers, one per device in the
59  *     corresponding device stack. Individual layer is represented by struct
60  *     lu_object. Compound layered object --- by struct lu_object_header. Most
61  *     interface functions take lu_object as an argument and operate on the
62  *     whole compound object. This decision was made due to the following
63  *     reasons:
64  *
65  *        - it's envisaged that lu_object will be used much more often than
66  *        lu_object_header;
67  *
68  *        - we want lower (non-top) layers to be able to initiate operations
69  *        on the whole object.
70  *
71  *     Generic code supports layering more complex than simple stacking, e.g.,
72  *     it is possible that at some layer object "spawns" multiple sub-objects
73  *     on the lower layer.
74  *
75  * -# fid-based identification.
76  *
77  *     Compound object is uniquely identified by its fid. Objects are indexed
78  *     by their fids (hash table is used for index).
79  *
80  * -# caching and life-cycle management.
81  *
82  *     Object's life-time is controlled by reference counting. When reference
83  *     count drops to 0, object is returned to cache. Cached objects still
84  *     retain their identity (i.e., fid), and can be recovered from cache.
85  *
86  *     Objects are kept in the global LRU list, and lu_site_purge() function
87  *     can be used to reclaim given number of unused objects from the tail of
88  *     the LRU.
89  *
90  * -# avoiding recursion.
91  *
92  *     Generic code tries to replace recursion through layers by iterations
93  *     where possible. Additionally to the end of reducing stack consumption,
94  *     data, when practically possible, are allocated through lu_context_key
95  *     interface rather than on stack.
96  * @{
97  */
98
99 struct lu_site;
100 struct lu_object;
101 struct lu_device;
102 struct lu_object_header;
103 struct lu_context;
104 struct lu_env;
105
106 /**
107  * Operations common for data and meta-data devices.
108  */
109 struct lu_device_operations {
110         /**
111          * Allocate object for the given device (without lower-layer
112          * parts). This is called by lu_object_operations::loo_object_init()
113          * from the parent layer, and should setup at least lu_object::lo_dev
114          * and lu_object::lo_ops fields of resulting lu_object.
115          *
116          * Object creation protocol.
117          *
118          * Due to design goal of avoiding recursion, object creation (see
119          * lu_object_alloc()) is somewhat involved:
120          *
121          *  - first, lu_device_operations::ldo_object_alloc() method of the
122          *  top-level device in the stack is called. It should allocate top
123          *  level object (including lu_object_header), but without any
124          *  lower-layer sub-object(s).
125          *
126          *  - then lu_object_alloc() sets fid in the header of newly created
127          *  object.
128          *
129          *  - then lu_object_operations::loo_object_init() is called. It has
130          *  to allocate lower-layer object(s). To do this,
131          *  lu_object_operations::loo_object_init() calls ldo_object_alloc()
132          *  of the lower-layer device(s).
133          *
134          *  - for all new objects allocated by
135          *  lu_object_operations::loo_object_init() (and inserted into object
136          *  stack), lu_object_operations::loo_object_init() is called again
137          *  repeatedly, until no new objects are created.
138          *
139          * \post ergo(!IS_ERR(result), result->lo_dev == d &&
140          *                             result->lo_ops != NULL);
141          */
142         struct lu_object *(*ldo_object_alloc)(const struct lu_env *env,
143                                               const struct lu_object_header *h,
144                                               struct lu_device *d);
145         /**
146          * process config specific for device.
147          */
148         int (*ldo_process_config)(const struct lu_env *env,
149                                   struct lu_device *, struct lustre_cfg *);
150         int (*ldo_recovery_complete)(const struct lu_env *,
151                                      struct lu_device *);
152
153         /**
154          * initialize local objects for device. this method called after layer has
155          * been initialized (after LCFG_SETUP stage) and before it starts serving
156          * user requests.
157          */
158
159         int (*ldo_prepare)(const struct lu_env *,
160                            struct lu_device *parent,
161                            struct lu_device *dev);
162
163 };
164
165 /**
166  * For lu_object_conf flags
167  */
168 typedef enum {
169         /* This is a new object to be allocated, or the file
170          * corresponding to the object does not exists. */
171         LOC_F_NEW       = 0x00000001,
172 } loc_flags_t;
173
174 /**
175  * Object configuration, describing particulars of object being created. On
176  * server this is not used, as server objects are full identified by fid. On
177  * client configuration contains struct lustre_md.
178  */
179 struct lu_object_conf {
180         /**
181          * Some hints for obj find and alloc.
182          */
183         loc_flags_t     loc_flags;
184 };
185
186 /**
187  * Type of "printer" function used by lu_object_operations::loo_object_print()
188  * method.
189  *
190  * Printer function is needed to provide some flexibility in (semi-)debugging
191  * output: possible implementations: printk, CDEBUG, sysfs/seq_file
192  */
193 typedef int (*lu_printer_t)(const struct lu_env *env,
194                             void *cookie, const char *format, ...)
195         __attribute__ ((format (printf, 3, 4)));
196
197 /**
198  * Operations specific for particular lu_object.
199  */
200 struct lu_object_operations {
201
202         /**
203          * Allocate lower-layer parts of the object by calling
204          * lu_device_operations::ldo_object_alloc() of the corresponding
205          * underlying device.
206          *
207          * This method is called once for each object inserted into object
208          * stack. It's responsibility of this method to insert lower-layer
209          * object(s) it create into appropriate places of object stack.
210          */
211         int (*loo_object_init)(const struct lu_env *env,
212                                struct lu_object *o,
213                                const struct lu_object_conf *conf);
214         /**
215          * Called (in top-to-bottom order) during object allocation after all
216          * layers were allocated and initialized. Can be used to perform
217          * initialization depending on lower layers.
218          */
219         int (*loo_object_start)(const struct lu_env *env,
220                                 struct lu_object *o);
221         /**
222          * Called before lu_object_operations::loo_object_free() to signal
223          * that object is being destroyed. Dual to
224          * lu_object_operations::loo_object_init().
225          */
226         void (*loo_object_delete)(const struct lu_env *env,
227                                   struct lu_object *o);
228         /**
229          * Dual to lu_device_operations::ldo_object_alloc(). Called when
230          * object is removed from memory.
231          */
232         void (*loo_object_free)(const struct lu_env *env,
233                                 struct lu_object *o);
234         /**
235          * Called when last active reference to the object is released (and
236          * object returns to the cache). This method is optional.
237          */
238         void (*loo_object_release)(const struct lu_env *env,
239                                    struct lu_object *o);
240         /**
241          * Optional debugging helper. Print given object.
242          */
243         int (*loo_object_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
244                                 lu_printer_t p, const struct lu_object *o);
245         /**
246          * Optional debugging method. Returns true iff method is internally
247          * consistent.
248          */
249         int (*loo_object_invariant)(const struct lu_object *o);
250 };
251
252 /**
253  * Type of lu_device.
254  */
255 struct lu_device_type;
256
257 /**
258  * Device: a layer in the server side abstraction stacking.
259  */
260 struct lu_device {
261         /**
262          * reference count. This is incremented, in particular, on each object
263          * created at this layer.
264          *
265          * \todo XXX which means that atomic_t is probably too small.
266          */
267         cfs_atomic_t                       ld_ref;
268         /**
269          * Pointer to device type. Never modified once set.
270          */
271         struct lu_device_type       *ld_type;
272         /**
273          * Operation vector for this device.
274          */
275         const struct lu_device_operations *ld_ops;
276         /**
277          * Stack this device belongs to.
278          */
279         struct lu_site                    *ld_site;
280         struct proc_dir_entry             *ld_proc_entry;
281
282         /** \todo XXX: temporary back pointer into obd. */
283         struct obd_device                 *ld_obd;
284         /**
285          * A list of references to this object, for debugging.
286          */
287         struct lu_ref                      ld_reference;
288         /**
289          * Link the device to the site.
290          **/
291         cfs_list_t                         ld_linkage;
292 };
293
294 struct lu_device_type_operations;
295
296 /**
297  * Tag bits for device type. They are used to distinguish certain groups of
298  * device types.
299  */
300 enum lu_device_tag {
301         /** this is meta-data device */
302         LU_DEVICE_MD = (1 << 0),
303         /** this is data device */
304         LU_DEVICE_DT = (1 << 1),
305         /** data device in the client stack */
306         LU_DEVICE_CL = (1 << 2)
307 };
308
309 /**
310  * Type of device.
311  */
312 struct lu_device_type {
313         /**
314          * Tag bits. Taken from enum lu_device_tag. Never modified once set.
315          */
316         __u32                                   ldt_tags;
317         /**
318          * Name of this class. Unique system-wide. Never modified once set.
319          */
320         char                                   *ldt_name;
321         /**
322          * Operations for this type.
323          */
324         const struct lu_device_type_operations *ldt_ops;
325         /**
326          * \todo XXX: temporary pointer to associated obd_type.
327          */
328         struct obd_type                        *ldt_obd_type;
329         /**
330          * \todo XXX: temporary: context tags used by obd_*() calls.
331          */
332         __u32                                   ldt_ctx_tags;
333         /**
334          * Number of existing device type instances.
335          */
336         unsigned                                ldt_device_nr;
337         /**
338          * Linkage into a global list of all device types.
339          *
340          * \see lu_device_types.
341          */
342         cfs_list_t                              ldt_linkage;
343 };
344
345 /**
346  * Operations on a device type.
347  */
348 struct lu_device_type_operations {
349         /**
350          * Allocate new device.
351          */
352         struct lu_device *(*ldto_device_alloc)(const struct lu_env *env,
353                                                struct lu_device_type *t,
354                                                struct lustre_cfg *lcfg);
355         /**
356          * Free device. Dual to
357          * lu_device_type_operations::ldto_device_alloc(). Returns pointer to
358          * the next device in the stack.
359          */
360         struct lu_device *(*ldto_device_free)(const struct lu_env *,
361                                               struct lu_device *);
362
363         /**
364          * Initialize the devices after allocation
365          */
366         int  (*ldto_device_init)(const struct lu_env *env,
367                                  struct lu_device *, const char *,
368                                  struct lu_device *);
369         /**
370          * Finalize device. Dual to
371          * lu_device_type_operations::ldto_device_init(). Returns pointer to
372          * the next device in the stack.
373          */
374         struct lu_device *(*ldto_device_fini)(const struct lu_env *env,
375                                               struct lu_device *);
376         /**
377          * Initialize device type. This is called on module load.
378          */
379         int  (*ldto_init)(struct lu_device_type *t);
380         /**
381          * Finalize device type. Dual to
382          * lu_device_type_operations::ldto_init(). Called on module unload.
383          */
384         void (*ldto_fini)(struct lu_device_type *t);
385         /**
386          * Called when the first device is created.
387          */
388         void (*ldto_start)(struct lu_device_type *t);
389         /**
390          * Called when number of devices drops to 0.
391          */
392         void (*ldto_stop)(struct lu_device_type *t);
393 };
394
395 static inline int lu_device_is_md(const struct lu_device *d)
396 {
397         return ergo(d != NULL, d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_MD);
398 }
399
400 /**
401  * Flags for the object layers.
402  */
403 enum lu_object_flags {
404         /**
405          * this flags is set if lu_object_operations::loo_object_init() has
406          * been called for this layer. Used by lu_object_alloc().
407          */
408         LU_OBJECT_ALLOCATED = (1 << 0)
409 };
410
411 /**
412  * Common object attributes.
413  */
414 struct lu_attr {
415         /** size in bytes */
416         __u64          la_size;
417         /** modification time in seconds since Epoch */
418         obd_time       la_mtime;
419         /** access time in seconds since Epoch */
420         obd_time       la_atime;
421         /** change time in seconds since Epoch */
422         obd_time       la_ctime;
423         /** 512-byte blocks allocated to object */
424         __u64          la_blocks;
425         /** permission bits and file type */
426         __u32          la_mode;
427         /** owner id */
428         __u32          la_uid;
429         /** group id */
430         __u32          la_gid;
431         /** object flags */
432         __u32          la_flags;
433         /** number of persistent references to this object */
434         __u32          la_nlink;
435         /** blk bits of the object*/
436         __u32          la_blkbits;
437         /** blk size of the object*/
438         __u32          la_blksize;
439         /** real device */
440         __u32          la_rdev;
441         /**
442          * valid bits
443          *
444          * \see enum la_valid
445          */
446         __u64          la_valid;
447 };
448
449 /** Bit-mask of valid attributes */
450 enum la_valid {
451         LA_ATIME = 1 << 0,
452         LA_MTIME = 1 << 1,
453         LA_CTIME = 1 << 2,
454         LA_SIZE  = 1 << 3,
455         LA_MODE  = 1 << 4,
456         LA_UID   = 1 << 5,
457         LA_GID   = 1 << 6,
458         LA_BLOCKS = 1 << 7,
459         LA_TYPE   = 1 << 8,
460         LA_FLAGS  = 1 << 9,
461         LA_NLINK  = 1 << 10,
462         LA_RDEV   = 1 << 11,
463         LA_BLKSIZE = 1 << 12,
464         LA_KILL_SUID = 1 << 13,
465         LA_KILL_SGID = 1 << 14,
466 };
467
468 /**
469  * Layer in the layered object.
470  */
471 struct lu_object {
472         /**
473          * Header for this object.
474          */
475         struct lu_object_header           *lo_header;
476         /**
477          * Device for this layer.
478          */
479         struct lu_device                  *lo_dev;
480         /**
481          * Operations for this object.
482          */
483         const struct lu_object_operations *lo_ops;
484         /**
485          * Linkage into list of all layers.
486          */
487         cfs_list_t                         lo_linkage;
488         /**
489          * Depth. Top level layer depth is 0.
490          */
491         int                                lo_depth;
492         /**
493          * Flags from enum lu_object_flags.
494          */
495         __u32                                   lo_flags;
496         /**
497          * Link to the device, for debugging.
498          */
499         struct lu_ref_link                 lo_dev_ref;
500 };
501
502 enum lu_object_header_flags {
503         /**
504          * Don't keep this object in cache. Object will be destroyed as soon
505          * as last reference to it is released. This flag cannot be cleared
506          * once set.
507          */
508         LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE = 0,
509         /**
510          * Mark this object has already been taken out of cache.
511          */
512         LU_OBJECT_UNHASHED = 1
513 };
514
515 enum lu_object_header_attr {
516         LOHA_EXISTS   = 1 << 0,
517         LOHA_REMOTE   = 1 << 1,
518         /**
519          * UNIX file type is stored in S_IFMT bits.
520          */
521         LOHA_FT_START = 001 << 12, /**< S_IFIFO */
522         LOHA_FT_END   = 017 << 12, /**< S_IFMT */
523 };
524
525 /**
526  * "Compound" object, consisting of multiple layers.
527  *
528  * Compound object with given fid is unique with given lu_site.
529  *
530  * Note, that object does *not* necessary correspond to the real object in the
531  * persistent storage: object is an anchor for locking and method calling, so
532  * it is created for things like not-yet-existing child created by mkdir or
533  * create calls. lu_object_operations::loo_exists() can be used to check
534  * whether object is backed by persistent storage entity.
535  */
536 struct lu_object_header {
537         /**
538          * Object flags from enum lu_object_header_flags. Set and checked
539          * atomically.
540          */
541         unsigned long          loh_flags;
542         /**
543          * Object reference count. Protected by lu_site::ls_guard.
544          */
545         cfs_atomic_t           loh_ref;
546         /**
547          * Fid, uniquely identifying this object.
548          */
549         struct lu_fid          loh_fid;
550         /**
551          * Common object attributes, cached for efficiency. From enum
552          * lu_object_header_attr.
553          */
554         __u32                  loh_attr;
555         /**
556          * Linkage into per-site hash table. Protected by lu_site::ls_guard.
557          */
558         cfs_hlist_node_t       loh_hash;
559         /**
560          * Linkage into per-site LRU list. Protected by lu_site::ls_guard.
561          */
562         cfs_list_t             loh_lru;
563         /**
564          * Linkage into list of layers. Never modified once set (except lately
565          * during object destruction). No locking is necessary.
566          */
567         cfs_list_t             loh_layers;
568         /**
569          * A list of references to this object, for debugging.
570          */
571         struct lu_ref          loh_reference;
572 };
573
574 struct fld;
575
576 struct lu_site_bkt_data {
577         /**
578          * number of busy object on this bucket
579          */
580         long                      lsb_busy;
581         /**
582          * LRU list, updated on each access to object. Protected by
583          * bucket lock of lu_site::ls_obj_hash.
584          *
585          * "Cold" end of LRU is lu_site::ls_lru.next. Accessed object are
586          * moved to the lu_site::ls_lru.prev (this is due to the non-existence
587          * of list_for_each_entry_safe_reverse()).
588          */
589         cfs_list_t                lsb_lru;
590         /**
591          * Wait-queue signaled when an object in this site is ultimately
592          * destroyed (lu_object_free()). It is used by lu_object_find() to
593          * wait before re-trying when object in the process of destruction is
594          * found in the hash table.
595          *
596          * \see htable_lookup().
597          */
598         cfs_waitq_t               lsb_marche_funebre;
599 };
600
601 enum {
602         LU_SS_CREATED         = 0,
603         LU_SS_CACHE_HIT,
604         LU_SS_CACHE_MISS,
605         LU_SS_CACHE_RACE,
606         LU_SS_CACHE_DEATH_RACE,
607         LU_SS_LRU_PURGED,
608         LU_SS_LAST_STAT
609 };
610
611 /**
612  * lu_site is a "compartment" within which objects are unique, and LRU
613  * discipline is maintained.
614  *
615  * lu_site exists so that multiple layered stacks can co-exist in the same
616  * address space.
617  *
618  * lu_site has the same relation to lu_device as lu_object_header to
619  * lu_object.
620  */
621 struct lu_site {
622         /**
623          * objects hash table
624          */
625         cfs_hash_t               *ls_obj_hash;
626         /**
627          * index of bucket on hash table while purging
628          */
629         int                       ls_purge_start;
630         /**
631          * Top-level device for this stack.
632          */
633         struct lu_device         *ls_top_dev;
634         /**
635          * Bottom-level device for this stack
636          */
637         struct lu_device        *ls_bottom_dev;
638         /**
639          * Linkage into global list of sites.
640          */
641         cfs_list_t                ls_linkage;
642         /**
643          * List for lu device for this site, protected
644          * by ls_ld_lock.
645          **/
646         cfs_list_t                ls_ld_linkage;
647         spinlock_t              ls_ld_lock;
648
649         /**
650          * lu_site stats
651          */
652         struct lprocfs_stats    *ls_stats;
653         /**
654          * XXX: a hack! fld has to find md_site via site, remove when possible
655          */
656         struct seq_server_site  *ld_seq_site;
657 };
658
659 static inline struct lu_site_bkt_data *
660 lu_site_bkt_from_fid(struct lu_site *site, struct lu_fid *fid)
661 {
662         cfs_hash_bd_t bd;
663
664         cfs_hash_bd_get(site->ls_obj_hash, fid, &bd);
665         return cfs_hash_bd_extra_get(site->ls_obj_hash, &bd);
666 }
667
668 /** \name ctors
669  * Constructors/destructors.
670  * @{
671  */
672
673 int  lu_site_init         (struct lu_site *s, struct lu_device *d);
674 void lu_site_fini         (struct lu_site *s);
675 int  lu_site_init_finish  (struct lu_site *s);
676 void lu_stack_fini        (const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
677 void lu_device_get        (struct lu_device *d);
678 void lu_device_put        (struct lu_device *d);
679 int  lu_device_init       (struct lu_device *d, struct lu_device_type *t);
680 void lu_device_fini       (struct lu_device *d);
681 int  lu_object_header_init(struct lu_object_header *h);
682 void lu_object_header_fini(struct lu_object_header *h);
683 int  lu_object_init       (struct lu_object *o,
684                            struct lu_object_header *h, struct lu_device *d);
685 void lu_object_fini       (struct lu_object *o);
686 void lu_object_add_top    (struct lu_object_header *h, struct lu_object *o);
687 void lu_object_add        (struct lu_object *before, struct lu_object *o);
688
689 void lu_dev_add_linkage(struct lu_site *s, struct lu_device *d);
690 void lu_dev_del_linkage(struct lu_site *s, struct lu_device *d);
691
692 /**
693  * Helpers to initialize and finalize device types.
694  */
695
696 int  lu_device_type_init(struct lu_device_type *ldt);
697 void lu_device_type_fini(struct lu_device_type *ldt);
698 void lu_types_stop(void);
699
700 /** @} ctors */
701
702 /** \name caching
703  * Caching and reference counting.
704  * @{
705  */
706
707 /**
708  * Acquire additional reference to the given object. This function is used to
709  * attain additional reference. To acquire initial reference use
710  * lu_object_find().
711  */
712 static inline void lu_object_get(struct lu_object *o)
713 {
714         LASSERT(cfs_atomic_read(&o->lo_header->loh_ref) > 0);
715         cfs_atomic_inc(&o->lo_header->loh_ref);
716 }
717
718 /**
719  * Return true of object will not be cached after last reference to it is
720  * released.
721  */
722 static inline int lu_object_is_dying(const struct lu_object_header *h)
723 {
724         return test_bit(LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE, &h->loh_flags);
725 }
726
727 void lu_object_put(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
728 void lu_object_put_nocache(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
729 void lu_object_unhash(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
730
731 int lu_site_purge(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, int nr);
732
733 void lu_site_print(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, void *cookie,
734                    lu_printer_t printer);
735 struct lu_object *lu_object_find(const struct lu_env *env,
736                                  struct lu_device *dev, const struct lu_fid *f,
737                                  const struct lu_object_conf *conf);
738 struct lu_object *lu_object_find_at(const struct lu_env *env,
739                                     struct lu_device *dev,
740                                     const struct lu_fid *f,
741                                     const struct lu_object_conf *conf);
742 struct lu_object *lu_object_find_slice(const struct lu_env *env,
743                                        struct lu_device *dev,
744                                        const struct lu_fid *f,
745                                        const struct lu_object_conf *conf);
746 /** @} caching */
747
748 /** \name helpers
749  * Helpers.
750  * @{
751  */
752
753 /**
754  * First (topmost) sub-object of given compound object
755  */
756 static inline struct lu_object *lu_object_top(struct lu_object_header *h)
757 {
758         LASSERT(!cfs_list_empty(&h->loh_layers));
759         return container_of0(h->loh_layers.next, struct lu_object, lo_linkage);
760 }
761
762 /**
763  * Next sub-object in the layering
764  */
765 static inline struct lu_object *lu_object_next(const struct lu_object *o)
766 {
767         return container_of0(o->lo_linkage.next, struct lu_object, lo_linkage);
768 }
769
770 /**
771  * Pointer to the fid of this object.
772  */
773 static inline const struct lu_fid *lu_object_fid(const struct lu_object *o)
774 {
775         return &o->lo_header->loh_fid;
776 }
777
778 /**
779  * return device operations vector for this object
780  */
781 static const inline struct lu_device_operations *
782 lu_object_ops(const struct lu_object *o)
783 {
784         return o->lo_dev->ld_ops;
785 }
786
787 /**
788  * Given a compound object, find its slice, corresponding to the device type
789  * \a dtype.
790  */
791 struct lu_object *lu_object_locate(struct lu_object_header *h,
792                                    const struct lu_device_type *dtype);
793
794 /**
795  * Printer function emitting messages through libcfs_debug_msg().
796  */
797 int lu_cdebug_printer(const struct lu_env *env,
798                       void *cookie, const char *format, ...);
799
800 /**
801  * Print object description followed by a user-supplied message.
802  */
803 #define LU_OBJECT_DEBUG(mask, env, object, format, ...)                   \
804 do {                                                                      \
805         LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);                  \
806                                                                           \
807         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                     \
808                 lu_object_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, object);\
809                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                    \
810         }                                                                 \
811 } while (0)
812
813 /**
814  * Print short object description followed by a user-supplied message.
815  */
816 #define LU_OBJECT_HEADER(mask, env, object, format, ...)                \
817 do {                                                                    \
818         LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);                \
819                                                                         \
820         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
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         cfs_list_t             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          * Set when at least one of keys, having values in this context has
1032          * non-NULL lu_context_key::lct_exit() method. This is used to
1033          * optimize lu_context_exit() call.
1034          */
1035         LCT_HAS_EXIT  = 1 << 28,
1036         /**
1037          * Don't add references for modules creating key values in that context.
1038          * This is only for contexts used internally by lu_object framework.
1039          */
1040         LCT_NOREF     = 1 << 29,
1041         /**
1042          * Key is being prepared for retiring, don't create new values for it.
1043          */
1044         LCT_QUIESCENT = 1 << 30,
1045         /**
1046          * Context should be remembered.
1047          */
1048         LCT_REMEMBER  = 1 << 31,
1049         /**
1050          * Contexts usable in cache shrinker thread.
1051          */
1052         LCT_SHRINKER  = LCT_MD_THREAD|LCT_DT_THREAD|LCT_CL_THREAD|LCT_NOREF
1053 };
1054
1055 /**
1056  * Key. Represents per-context value slot.
1057  *
1058  * Keys are usually registered when module owning the key is initialized, and
1059  * de-registered when module is unloaded. Once key is registered, all new
1060  * contexts with matching tags, will get key value. "Old" contexts, already
1061  * initialized at the time of key registration, can be forced to get key value
1062  * by calling lu_context_refill().
1063  *
1064  * Every key value is counted in lu_context_key::lct_used and acquires a
1065  * reference on an owning module. This means, that all key values have to be
1066  * destroyed before module can be unloaded. This is usually achieved by
1067  * stopping threads started by the module, that created contexts in their
1068  * entry functions. Situation is complicated by the threads shared by multiple
1069  * modules, like ptlrpcd daemon on a client. To work around this problem,
1070  * contexts, created in such threads, are `remembered' (see
1071  * LCT_REMEMBER)---i.e., added into a global list. When module is preparing
1072  * for unloading it does the following:
1073  *
1074  *     - marks its keys as `quiescent' (lu_context_tag::LCT_QUIESCENT)
1075  *       preventing new key values from being allocated in the new contexts,
1076  *       and
1077  *
1078  *     - scans a list of remembered contexts, destroying values of module
1079  *       keys, thus releasing references to the module.
1080  *
1081  * This is done by lu_context_key_quiesce(). If module is re-activated
1082  * before key has been de-registered, lu_context_key_revive() call clears
1083  * `quiescent' marker.
1084  *
1085  * lu_context code doesn't provide any internal synchronization for these
1086  * activities---it's assumed that startup (including threads start-up) and
1087  * shutdown are serialized by some external means.
1088  *
1089  * \see lu_context
1090  */
1091 struct lu_context_key {
1092         /**
1093          * Set of tags for which values of this key are to be instantiated.
1094          */
1095         __u32 lct_tags;
1096         /**
1097          * Value constructor. This is called when new value is created for a
1098          * context. Returns pointer to new value of error pointer.
1099          */
1100         void  *(*lct_init)(const struct lu_context *ctx,
1101                            struct lu_context_key *key);
1102         /**
1103          * Value destructor. Called when context with previously allocated
1104          * value of this slot is destroyed. \a data is a value that was returned
1105          * by a matching call to lu_context_key::lct_init().
1106          */
1107         void   (*lct_fini)(const struct lu_context *ctx,
1108                            struct lu_context_key *key, void *data);
1109         /**
1110          * Optional method called on lu_context_exit() for all allocated
1111          * keys. Can be used by debugging code checking that locks are
1112          * released, etc.
1113          */
1114         void   (*lct_exit)(const struct lu_context *ctx,
1115                            struct lu_context_key *key, void *data);
1116         /**
1117          * Internal implementation detail: index within lu_context::lc_value[]
1118          * reserved for this key.
1119          */
1120         int      lct_index;
1121         /**
1122          * Internal implementation detail: number of values created for this
1123          * key.
1124          */
1125         cfs_atomic_t lct_used;
1126         /**
1127          * Internal implementation detail: module for this key.
1128          */
1129         cfs_module_t *lct_owner;
1130         /**
1131          * References to this key. For debugging.
1132          */
1133         struct lu_ref  lct_reference;
1134 };
1135
1136 #define LU_KEY_INIT(mod, type)                                    \
1137         static void* mod##_key_init(const struct lu_context *ctx, \
1138                                     struct lu_context_key *key)   \
1139         {                                                         \
1140                 type *value;                                      \
1141                                                                   \
1142                 CLASSERT(CFS_PAGE_SIZE >= sizeof (*value));       \
1143                                                                   \
1144                 OBD_ALLOC_PTR(value);                             \
1145                 if (value == NULL)                                \
1146                         value = ERR_PTR(-ENOMEM);                 \
1147                                                                   \
1148                 return value;                                     \
1149         }                                                         \
1150         struct __##mod##__dummy_init {;} /* semicolon catcher */
1151
1152 #define LU_KEY_FINI(mod, type)                                              \
1153         static void mod##_key_fini(const struct lu_context *ctx,            \
1154                                     struct lu_context_key *key, void* data) \
1155         {                                                                   \
1156                 type *info = data;                                          \
1157                                                                             \
1158                 OBD_FREE_PTR(info);                                         \
1159         }                                                                   \
1160         struct __##mod##__dummy_fini {;} /* semicolon catcher */
1161
1162 #define LU_KEY_INIT_FINI(mod, type)   \
1163         LU_KEY_INIT(mod,type);        \
1164         LU_KEY_FINI(mod,type)
1165
1166 #define LU_CONTEXT_KEY_DEFINE(mod, tags)                \
1167         struct lu_context_key mod##_thread_key = {      \
1168                 .lct_tags = tags,                       \
1169                 .lct_init = mod##_key_init,             \
1170                 .lct_fini = mod##_key_fini              \
1171         }
1172
1173 #define LU_CONTEXT_KEY_INIT(key)                        \
1174 do {                                                    \
1175         (key)->lct_owner = THIS_MODULE;                 \
1176 } while (0)
1177
1178 int   lu_context_key_register(struct lu_context_key *key);
1179 void  lu_context_key_degister(struct lu_context_key *key);
1180 void *lu_context_key_get     (const struct lu_context *ctx,
1181                                const struct lu_context_key *key);
1182 void  lu_context_key_quiesce (struct lu_context_key *key);
1183 void  lu_context_key_revive  (struct lu_context_key *key);
1184
1185
1186 /*
1187  * LU_KEY_INIT_GENERIC() has to be a macro to correctly determine an
1188  * owning module.
1189  */
1190
1191 #define LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1192         static void mod##_key_init_generic(struct lu_context_key *k, ...) \
1193         {                                                               \
1194                 struct lu_context_key *key = k;                         \
1195                 va_list args;                                           \
1196                                                                         \
1197                 va_start(args, k);                                      \
1198                 do {                                                    \
1199                         LU_CONTEXT_KEY_INIT(key);                       \
1200                         key = va_arg(args, struct lu_context_key *);    \
1201                 } while (key != NULL);                                  \
1202                 va_end(args);                                           \
1203         }
1204
1205 #define LU_TYPE_INIT(mod, ...)                                          \
1206         LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1207         static int mod##_type_init(struct lu_device_type *t)            \
1208         {                                                               \
1209                 mod##_key_init_generic(__VA_ARGS__, NULL);              \
1210                 return lu_context_key_register_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1211         }                                                               \
1212         struct __##mod##_dummy_type_init {;}
1213
1214 #define LU_TYPE_FINI(mod, ...)                                          \
1215         static void mod##_type_fini(struct lu_device_type *t)           \
1216         {                                                               \
1217                 lu_context_key_degister_many(__VA_ARGS__, NULL);        \
1218         }                                                               \
1219         struct __##mod##_dummy_type_fini {;}
1220
1221 #define LU_TYPE_START(mod, ...)                                 \
1222         static void mod##_type_start(struct lu_device_type *t)  \
1223         {                                                       \
1224                 lu_context_key_revive_many(__VA_ARGS__, NULL);  \
1225         }                                                       \
1226         struct __##mod##_dummy_type_start {;}
1227
1228 #define LU_TYPE_STOP(mod, ...)                                  \
1229         static void mod##_type_stop(struct lu_device_type *t)   \
1230         {                                                       \
1231                 lu_context_key_quiesce_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1232         }                                                       \
1233         struct __##mod##_dummy_type_stop {;}
1234
1235
1236
1237 #define LU_TYPE_INIT_FINI(mod, ...)             \
1238         LU_TYPE_INIT(mod, __VA_ARGS__);         \
1239         LU_TYPE_FINI(mod, __VA_ARGS__);         \
1240         LU_TYPE_START(mod, __VA_ARGS__);        \
1241         LU_TYPE_STOP(mod, __VA_ARGS__)
1242
1243 int   lu_context_init  (struct lu_context *ctx, __u32 tags);
1244 void  lu_context_fini  (struct lu_context *ctx);
1245 void  lu_context_enter (struct lu_context *ctx);
1246 void  lu_context_exit  (struct lu_context *ctx);
1247 int   lu_context_refill(struct lu_context *ctx);
1248
1249 /*
1250  * Helper functions to operate on multiple keys. These are used by the default
1251  * device type operations, defined by LU_TYPE_INIT_FINI().
1252  */
1253
1254 int  lu_context_key_register_many(struct lu_context_key *k, ...);
1255 void lu_context_key_degister_many(struct lu_context_key *k, ...);
1256 void lu_context_key_revive_many  (struct lu_context_key *k, ...);
1257 void lu_context_key_quiesce_many (struct lu_context_key *k, ...);
1258
1259 /*
1260  * update/clear ctx/ses tags.
1261  */
1262 void lu_context_tags_update(__u32 tags);
1263 void lu_context_tags_clear(__u32 tags);
1264 void lu_session_tags_update(__u32 tags);
1265 void lu_session_tags_clear(__u32 tags);
1266
1267 /**
1268  * Environment.
1269  */
1270 struct lu_env {
1271         /**
1272          * "Local" context, used to store data instead of stack.
1273          */
1274         struct lu_context  le_ctx;
1275         /**
1276          * "Session" context for per-request data.
1277          */
1278         struct lu_context *le_ses;
1279 };
1280
1281 int  lu_env_init  (struct lu_env *env, __u32 tags);
1282 void lu_env_fini  (struct lu_env *env);
1283 int  lu_env_refill(struct lu_env *env);
1284 int  lu_env_refill_by_tags(struct lu_env *env, __u32 ctags, __u32 stags);
1285
1286 /** @} lu_context */
1287
1288 /**
1289  * Output site statistical counters into a buffer. Suitable for
1290  * ll_rd_*()-style functions.
1291  */
1292 int lu_site_stats_print(const struct lu_site *s, char *page, int count);
1293
1294 /**
1295  * Common name structure to be passed around for various name related methods.
1296  */
1297 struct lu_name {
1298         const char    *ln_name;
1299         int            ln_namelen;
1300 };
1301
1302 /**
1303  * Common buffer structure to be passed around for various xattr_{s,g}et()
1304  * methods.
1305  */
1306 struct lu_buf {
1307         void   *lb_buf;
1308         ssize_t lb_len;
1309 };
1310
1311 #define DLUBUF "(%p %zu)"
1312 #define PLUBUF(buf) (buf)->lb_buf, (buf)->lb_len
1313 /**
1314  * One-time initializers, called at obdclass module initialization, not
1315  * exported.
1316  */
1317
1318 /**
1319  * Initialization of global lu_* data.
1320  */
1321 int lu_global_init(void);
1322
1323 /**
1324  * Dual to lu_global_init().
1325  */
1326 void lu_global_fini(void);
1327
1328 struct lu_kmem_descr {
1329         cfs_mem_cache_t **ckd_cache;
1330         const char       *ckd_name;
1331         const size_t      ckd_size;
1332 };
1333
1334 int  lu_kmem_init(struct lu_kmem_descr *caches);
1335 void lu_kmem_fini(struct lu_kmem_descr *caches);
1336
1337 void lu_object_assign_fid(const struct lu_env *env, struct lu_object *o,
1338                           const struct lu_fid *fid);
1339 struct lu_object *lu_object_anon(const struct lu_env *env,
1340                                  struct lu_device *dev,
1341                                  const struct lu_object_conf *conf);
1342
1343 /** null buffer */
1344 extern struct lu_buf LU_BUF_NULL;
1345
1346 void lu_buf_free(struct lu_buf *buf);
1347 void lu_buf_alloc(struct lu_buf *buf, int size);
1348 void lu_buf_realloc(struct lu_buf *buf, int size);
1349
1350 int lu_buf_check_and_grow(struct lu_buf *buf, int len);
1351 struct lu_buf *lu_buf_check_and_alloc(struct lu_buf *buf, int len);
1352
1353 /** @} lu */
1354 #endif /* __LUSTRE_LU_OBJECT_H */