Whamcloud - gitweb
824e758a8797d5a3a81881bb5bb9b7949120de25
[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 };
449
450 /**
451  * Layer in the layered object.
452  */
453 struct lu_object {
454         /**
455          * Header for this object.
456          */
457         struct lu_object_header           *lo_header;
458         /**
459          * Device for this layer.
460          */
461         struct lu_device                  *lo_dev;
462         /**
463          * Operations for this object.
464          */
465         const struct lu_object_operations *lo_ops;
466         /**
467          * Linkage into list of all layers.
468          */
469         cfs_list_t                         lo_linkage;
470         /**
471          * Depth. Top level layer depth is 0.
472          */
473         int                                lo_depth;
474         /**
475          * Flags from enum lu_object_flags.
476          */
477         unsigned long                      lo_flags;
478         /**
479          * Link to the device, for debugging.
480          */
481         struct lu_ref_link                *lo_dev_ref;
482 };
483
484 enum lu_object_header_flags {
485         /**
486          * Don't keep this object in cache. Object will be destroyed as soon
487          * as last reference to it is released. This flag cannot be cleared
488          * once set.
489          */
490         LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE = 0
491 };
492
493 enum lu_object_header_attr {
494         LOHA_EXISTS   = 1 << 0,
495         LOHA_REMOTE   = 1 << 1,
496         /**
497          * UNIX file type is stored in S_IFMT bits.
498          */
499         LOHA_FT_START = 001 << 12, /**< S_IFIFO */
500         LOHA_FT_END   = 017 << 12, /**< S_IFMT */
501 };
502
503 /**
504  * "Compound" object, consisting of multiple layers.
505  *
506  * Compound object with given fid is unique with given lu_site.
507  *
508  * Note, that object does *not* necessary correspond to the real object in the
509  * persistent storage: object is an anchor for locking and method calling, so
510  * it is created for things like not-yet-existing child created by mkdir or
511  * create calls. lu_object_operations::loo_exists() can be used to check
512  * whether object is backed by persistent storage entity.
513  */
514 struct lu_object_header {
515         /**
516          * Object flags from enum lu_object_header_flags. Set and checked
517          * atomically.
518          */
519         unsigned long          loh_flags;
520         /**
521          * Object reference count. Protected by lu_site::ls_guard.
522          */
523         cfs_atomic_t           loh_ref;
524         /**
525          * Fid, uniquely identifying this object.
526          */
527         struct lu_fid          loh_fid;
528         /**
529          * Common object attributes, cached for efficiency. From enum
530          * lu_object_header_attr.
531          */
532         __u32                  loh_attr;
533         /**
534          * Linkage into per-site hash table. Protected by lu_site::ls_guard.
535          */
536         cfs_hlist_node_t       loh_hash;
537         /**
538          * Linkage into per-site LRU list. Protected by lu_site::ls_guard.
539          */
540         cfs_list_t             loh_lru;
541         /**
542          * Linkage into list of layers. Never modified once set (except lately
543          * during object destruction). No locking is necessary.
544          */
545         cfs_list_t             loh_layers;
546         /**
547          * A list of references to this object, for debugging.
548          */
549         struct lu_ref          loh_reference;
550 };
551
552 struct fld;
553
554 struct lu_site_bkt_data {
555        /**
556          * LRU list, updated on each access to object. Protected by
557          * bucket lock of lu_site::ls_obj_hash.
558          *
559          * "Cold" end of LRU is lu_site::ls_lru.next. Accessed object are
560          * moved to the lu_site::ls_lru.prev (this is due to the non-existence
561          * of list_for_each_entry_safe_reverse()).
562          */
563         cfs_list_t                lsb_lru;
564         /**
565          * Wait-queue signaled when an object in this site is ultimately
566          * destroyed (lu_object_free()). It is used by lu_object_find() to
567          * wait before re-trying when object in the process of destruction is
568          * found in the hash table.
569          *
570          * \see htable_lookup().
571          */
572         cfs_waitq_t               lsb_marche_funebre;
573 };
574
575 enum {
576         LU_SS_CREATED         = 0,
577         LU_SS_CACHE_HIT,
578         LU_SS_CACHE_MISS,
579         LU_SS_CACHE_RACE,
580         LU_SS_CACHE_DEATH_RACE,
581         LU_SS_LRU_PURGED,
582         LU_SS_LAST_STAT
583 };
584
585 /**
586  * lu_site is a "compartment" within which objects are unique, and LRU
587  * discipline is maintained.
588  *
589  * lu_site exists so that multiple layered stacks can co-exist in the same
590  * address space.
591  *
592  * lu_site has the same relation to lu_device as lu_object_header to
593  * lu_object.
594  */
595 struct lu_site {
596         /**
597          * objects hash table
598          */
599         cfs_hash_t               *ls_obj_hash;
600         /**
601          * index of bucket on hash table while purging
602          */
603         int                       ls_purge_start;
604         /**
605          * Top-level device for this stack.
606          */
607         struct lu_device         *ls_top_dev;
608         /**
609          * Linkage into global list of sites.
610          */
611         cfs_list_t                ls_linkage;
612         /**
613          * lu_site stats
614          */
615         struct lprocfs_stats     *ls_stats;
616         struct lprocfs_stats     *ls_time_stats;
617 };
618
619 static inline struct lu_site_bkt_data *
620 lu_site_bkt_from_fid(struct lu_site *site, struct lu_fid *fid)
621 {
622         cfs_hash_bd_t bd;
623
624         cfs_hash_bd_get(site->ls_obj_hash, fid, &bd);
625         return cfs_hash_bd_extra_get(site->ls_obj_hash, &bd);
626 }
627
628 /** \name ctors
629  * Constructors/destructors.
630  * @{
631  */
632
633 int  lu_site_init         (struct lu_site *s, struct lu_device *d);
634 void lu_site_fini         (struct lu_site *s);
635 int  lu_site_init_finish  (struct lu_site *s);
636 void lu_stack_fini        (const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
637 void lu_device_get        (struct lu_device *d);
638 void lu_device_put        (struct lu_device *d);
639 int  lu_device_init       (struct lu_device *d, struct lu_device_type *t);
640 void lu_device_fini       (struct lu_device *d);
641 int  lu_object_header_init(struct lu_object_header *h);
642 void lu_object_header_fini(struct lu_object_header *h);
643 int  lu_object_init       (struct lu_object *o,
644                            struct lu_object_header *h, struct lu_device *d);
645 void lu_object_fini       (struct lu_object *o);
646 void lu_object_add_top    (struct lu_object_header *h, struct lu_object *o);
647 void lu_object_add        (struct lu_object *before, struct lu_object *o);
648
649 /**
650  * Helpers to initialize and finalize device types.
651  */
652
653 int  lu_device_type_init(struct lu_device_type *ldt);
654 void lu_device_type_fini(struct lu_device_type *ldt);
655 void lu_types_stop(void);
656
657 /** @} ctors */
658
659 /** \name caching
660  * Caching and reference counting.
661  * @{
662  */
663
664 /**
665  * Acquire additional reference to the given object. This function is used to
666  * attain additional reference. To acquire initial reference use
667  * lu_object_find().
668  */
669 static inline void lu_object_get(struct lu_object *o)
670 {
671         LASSERT(cfs_atomic_read(&o->lo_header->loh_ref) > 0);
672         cfs_atomic_inc(&o->lo_header->loh_ref);
673 }
674
675 /**
676  * Return true of object will not be cached after last reference to it is
677  * released.
678  */
679 static inline int lu_object_is_dying(const struct lu_object_header *h)
680 {
681         return cfs_test_bit(LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE, &h->loh_flags);
682 }
683
684 void lu_object_put(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
685
686 int lu_site_purge(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, int nr);
687
688 void lu_site_print(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, void *cookie,
689                    lu_printer_t printer);
690 struct lu_object *lu_object_find(const struct lu_env *env,
691                                  struct lu_device *dev, const struct lu_fid *f,
692                                  const struct lu_object_conf *conf);
693 struct lu_object *lu_object_find_at(const struct lu_env *env,
694                                     struct lu_device *dev,
695                                     const struct lu_fid *f,
696                                     const struct lu_object_conf *conf);
697 struct lu_object *lu_object_find_slice(const struct lu_env *env,
698                                        struct lu_device *dev,
699                                        const struct lu_fid *f,
700                                        const struct lu_object_conf *conf);
701 /** @} caching */
702
703 /** \name helpers
704  * Helpers.
705  * @{
706  */
707
708 /**
709  * First (topmost) sub-object of given compound object
710  */
711 static inline struct lu_object *lu_object_top(struct lu_object_header *h)
712 {
713         LASSERT(!cfs_list_empty(&h->loh_layers));
714         return container_of0(h->loh_layers.next, struct lu_object, lo_linkage);
715 }
716
717 /**
718  * Next sub-object in the layering
719  */
720 static inline struct lu_object *lu_object_next(const struct lu_object *o)
721 {
722         return container_of0(o->lo_linkage.next, struct lu_object, lo_linkage);
723 }
724
725 /**
726  * Pointer to the fid of this object.
727  */
728 static inline const struct lu_fid *lu_object_fid(const struct lu_object *o)
729 {
730         return &o->lo_header->loh_fid;
731 }
732
733 /**
734  * return device operations vector for this object
735  */
736 static const inline struct lu_device_operations *
737 lu_object_ops(const struct lu_object *o)
738 {
739         return o->lo_dev->ld_ops;
740 }
741
742 /**
743  * Given a compound object, find its slice, corresponding to the device type
744  * \a dtype.
745  */
746 struct lu_object *lu_object_locate(struct lu_object_header *h,
747                                    const struct lu_device_type *dtype);
748
749 struct lu_cdebug_print_info {
750         int         lpi_subsys;
751         int         lpi_mask;
752         const char *lpi_file;
753         const char *lpi_fn;
754         int         lpi_line;
755 };
756
757 /**
758  * Printer function emitting messages through libcfs_debug_msg().
759  */
760 int lu_cdebug_printer(const struct lu_env *env,
761                       void *cookie, const char *format, ...);
762
763 #define DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(var, mask) \
764         struct lu_cdebug_print_info var = {     \
765                 .lpi_subsys = DEBUG_SUBSYSTEM,  \
766                 .lpi_mask   = (mask),           \
767                 .lpi_file   = __FILE__,         \
768                 .lpi_fn     = __FUNCTION__,     \
769                 .lpi_line   = __LINE__          \
770         }
771
772 /**
773  * Print object description followed by a user-supplied message.
774  */
775 #define LU_OBJECT_DEBUG(mask, env, object, format, ...)                 \
776 do {                                                                    \
777         static DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(__info, mask);              \
778                                                                         \
779         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
780                 lu_object_print(env, &__info, lu_cdebug_printer, object); \
781                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
782         }                                                               \
783 } while (0)
784
785 /**
786  * Print short object description followed by a user-supplied message.
787  */
788 #define LU_OBJECT_HEADER(mask, env, object, format, ...)                \
789 do {                                                                    \
790         static DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(__info, mask);              \
791                                                                         \
792         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
793                 lu_object_header_print(env, &__info, lu_cdebug_printer, \
794                                        (object)->lo_header);            \
795                 lu_cdebug_printer(env, &__info, "\n");                  \
796                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
797         }                                                               \
798 } while (0)
799
800 void lu_object_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
801                             lu_printer_t printer, const struct lu_object *o);
802 void lu_object_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
803                             lu_printer_t printer,
804                             const struct lu_object_header *hdr);
805
806 /**
807  * Check object consistency.
808  */
809 int lu_object_invariant(const struct lu_object *o);
810
811
812 /**
813  * \retval  1 iff object \a o exists on stable storage,
814  * \retval -1 iff object \a o is on remote server.
815  */
816 static inline int lu_object_exists(const struct lu_object *o)
817 {
818         __u32 attr;
819
820         attr = o->lo_header->loh_attr;
821         if (attr & LOHA_REMOTE)
822                 return -1;
823         else if (attr & LOHA_EXISTS)
824                 return +1;
825         else
826                 return 0;
827 }
828
829 static inline int lu_object_assert_exists(const struct lu_object *o)
830 {
831         return lu_object_exists(o) != 0;
832 }
833
834 static inline int lu_object_assert_not_exists(const struct lu_object *o)
835 {
836         return lu_object_exists(o) <= 0;
837 }
838
839 /**
840  * Attr of this object.
841  */
842 static inline __u32 lu_object_attr(const struct lu_object *o)
843 {
844         LASSERT(lu_object_exists(o) > 0);
845         return o->lo_header->loh_attr;
846 }
847
848 static inline struct lu_ref_link *lu_object_ref_add(struct lu_object *o,
849                                                     const char *scope,
850                                                     const void *source)
851 {
852         return lu_ref_add(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
853 }
854
855 static inline void lu_object_ref_del(struct lu_object *o,
856                                      const char *scope, const void *source)
857 {
858         lu_ref_del(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
859 }
860
861 static inline void lu_object_ref_del_at(struct lu_object *o,
862                                         struct lu_ref_link *link,
863                                         const char *scope, const void *source)
864 {
865         lu_ref_del_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
866 }
867
868 /** input params, should be filled out by mdt */
869 struct lu_rdpg {
870         /** hash */
871         __u64                   rp_hash;
872         /** count in bytes */
873         unsigned int            rp_count;
874         /** number of pages */
875         unsigned int            rp_npages;
876         /** requested attr */
877         __u32                   rp_attrs;
878         /** pointers to pages */
879         struct page           **rp_pages;
880 };
881
882 enum lu_xattr_flags {
883         LU_XATTR_REPLACE = (1 << 0),
884         LU_XATTR_CREATE  = (1 << 1)
885 };
886
887 /** @} helpers */
888
889 /** \name lu_context
890  * @{ */
891
892 /** For lu_context health-checks */
893 enum lu_context_state {
894         LCS_INITIALIZED = 1,
895         LCS_ENTERED,
896         LCS_LEFT,
897         LCS_FINALIZED
898 };
899
900 /**
901  * lu_context. Execution context for lu_object methods. Currently associated
902  * with thread.
903  *
904  * All lu_object methods, except device and device type methods (called during
905  * system initialization and shutdown) are executed "within" some
906  * lu_context. This means, that pointer to some "current" lu_context is passed
907  * as an argument to all methods.
908  *
909  * All service ptlrpc threads create lu_context as part of their
910  * initialization. It is possible to create "stand-alone" context for other
911  * execution environments (like system calls).
912  *
913  * lu_object methods mainly use lu_context through lu_context_key interface
914  * that allows each layer to associate arbitrary pieces of data with each
915  * context (see pthread_key_create(3) for similar interface).
916  *
917  * On a client, lu_context is bound to a thread, see cl_env_get().
918  *
919  * \see lu_context_key
920  */
921 struct lu_context {
922         /**
923          * lu_context is used on the client side too. Yet we don't want to
924          * allocate values of server-side keys for the client contexts and
925          * vice versa.
926          *
927          * To achieve this, set of tags in introduced. Contexts and keys are
928          * marked with tags. Key value are created only for context whose set
929          * of tags has non-empty intersection with one for key. Tags are taken
930          * from enum lu_context_tag.
931          */
932         __u32                  lc_tags;
933         /**
934          * Pointer to the home service thread. NULL for other execution
935          * contexts.
936          */
937         struct ptlrpc_thread  *lc_thread;
938         /**
939          * Pointer to an array with key values. Internal implementation
940          * detail.
941          */
942         void                 **lc_value;
943         enum lu_context_state  lc_state;
944         /**
945          * Linkage into a list of all remembered contexts. Only
946          * `non-transient' contexts, i.e., ones created for service threads
947          * are placed here.
948          */
949         cfs_list_t             lc_remember;
950         /**
951          * Version counter used to skip calls to lu_context_refill() when no
952          * keys were registered.
953          */
954         unsigned               lc_version;
955         /**
956          * Debugging cookie.
957          */
958         unsigned               lc_cookie;
959 };
960
961 /**
962  * lu_context_key interface. Similar to pthread_key.
963  */
964
965 enum lu_context_tag {
966         /**
967          * Thread on md server
968          */
969         LCT_MD_THREAD = 1 << 0,
970         /**
971          * Thread on dt server
972          */
973         LCT_DT_THREAD = 1 << 1,
974         /**
975          * Context for transaction handle
976          */
977         LCT_TX_HANDLE = 1 << 2,
978         /**
979          * Thread on client
980          */
981         LCT_CL_THREAD = 1 << 3,
982         /**
983          * A per-request session on a server, and a per-system-call session on
984          * a client.
985          */
986         LCT_SESSION   = 1 << 4,
987
988         /**
989          * Set when at least one of keys, having values in this context has
990          * non-NULL lu_context_key::lct_exit() method. This is used to
991          * optimize lu_context_exit() call.
992          */
993         LCT_HAS_EXIT  = 1 << 28,
994         /**
995          * Don't add references for modules creating key values in that context.
996          * This is only for contexts used internally by lu_object framework.
997          */
998         LCT_NOREF     = 1 << 29,
999         /**
1000          * Key is being prepared for retiring, don't create new values for it.
1001          */
1002         LCT_QUIESCENT = 1 << 30,
1003         /**
1004          * Context should be remembered.
1005          */
1006         LCT_REMEMBER  = 1 << 31,
1007         /**
1008          * Contexts usable in cache shrinker thread.
1009          */
1010         LCT_SHRINKER  = LCT_MD_THREAD|LCT_DT_THREAD|LCT_CL_THREAD|LCT_NOREF
1011 };
1012
1013 /**
1014  * Key. Represents per-context value slot.
1015  *
1016  * Keys are usually registered when module owning the key is initialized, and
1017  * de-registered when module is unloaded. Once key is registered, all new
1018  * contexts with matching tags, will get key value. "Old" contexts, already
1019  * initialized at the time of key registration, can be forced to get key value
1020  * by calling lu_context_refill().
1021  *
1022  * Every key value is counted in lu_context_key::lct_used and acquires a
1023  * reference on an owning module. This means, that all key values have to be
1024  * destroyed before module can be unloaded. This is usually achieved by
1025  * stopping threads started by the module, that created contexts in their
1026  * entry functions. Situation is complicated by the threads shared by multiple
1027  * modules, like ptlrpcd daemon on a client. To work around this problem,
1028  * contexts, created in such threads, are `remembered' (see
1029  * LCT_REMEMBER)---i.e., added into a global list. When module is preparing
1030  * for unloading it does the following:
1031  *
1032  *     - marks its keys as `quiescent' (lu_context_tag::LCT_QUIESCENT)
1033  *       preventing new key values from being allocated in the new contexts,
1034  *       and
1035  *
1036  *     - scans a list of remembered contexts, destroying values of module
1037  *       keys, thus releasing references to the module.
1038  *
1039  * This is done by lu_context_key_quiesce(). If module is re-activated
1040  * before key has been de-registered, lu_context_key_revive() call clears
1041  * `quiescent' marker.
1042  *
1043  * lu_context code doesn't provide any internal synchronization for these
1044  * activities---it's assumed that startup (including threads start-up) and
1045  * shutdown are serialized by some external means.
1046  *
1047  * \see lu_context
1048  */
1049 struct lu_context_key {
1050         /**
1051          * Set of tags for which values of this key are to be instantiated.
1052          */
1053         __u32 lct_tags;
1054         /**
1055          * Value constructor. This is called when new value is created for a
1056          * context. Returns pointer to new value of error pointer.
1057          */
1058         void  *(*lct_init)(const struct lu_context *ctx,
1059                            struct lu_context_key *key);
1060         /**
1061          * Value destructor. Called when context with previously allocated
1062          * value of this slot is destroyed. \a data is a value that was returned
1063          * by a matching call to lu_context_key::lct_init().
1064          */
1065         void   (*lct_fini)(const struct lu_context *ctx,
1066                            struct lu_context_key *key, void *data);
1067         /**
1068          * Optional method called on lu_context_exit() for all allocated
1069          * keys. Can be used by debugging code checking that locks are
1070          * released, etc.
1071          */
1072         void   (*lct_exit)(const struct lu_context *ctx,
1073                            struct lu_context_key *key, void *data);
1074         /**
1075          * Internal implementation detail: index within lu_context::lc_value[]
1076          * reserved for this key.
1077          */
1078         int      lct_index;
1079         /**
1080          * Internal implementation detail: number of values created for this
1081          * key.
1082          */
1083         cfs_atomic_t lct_used;
1084         /**
1085          * Internal implementation detail: module for this key.
1086          */
1087         cfs_module_t *lct_owner;
1088         /**
1089          * References to this key. For debugging.
1090          */
1091         struct lu_ref  lct_reference;
1092 };
1093
1094 #define LU_KEY_INIT(mod, type)                                    \
1095         static void* mod##_key_init(const struct lu_context *ctx, \
1096                                     struct lu_context_key *key)   \
1097         {                                                         \
1098                 type *value;                                      \
1099                                                                   \
1100                 CLASSERT(CFS_PAGE_SIZE >= sizeof (*value));       \
1101                                                                   \
1102                 OBD_ALLOC_PTR(value);                             \
1103                 if (value == NULL)                                \
1104                         value = ERR_PTR(-ENOMEM);                 \
1105                                                                   \
1106                 return value;                                     \
1107         }                                                         \
1108         struct __##mod##__dummy_init {;} /* semicolon catcher */
1109
1110 #define LU_KEY_FINI(mod, type)                                              \
1111         static void mod##_key_fini(const struct lu_context *ctx,            \
1112                                     struct lu_context_key *key, void* data) \
1113         {                                                                   \
1114                 type *info = data;                                          \
1115                                                                             \
1116                 OBD_FREE_PTR(info);                                         \
1117         }                                                                   \
1118         struct __##mod##__dummy_fini {;} /* semicolon catcher */
1119
1120 #define LU_KEY_INIT_FINI(mod, type)   \
1121         LU_KEY_INIT(mod,type);        \
1122         LU_KEY_FINI(mod,type)
1123
1124 #define LU_CONTEXT_KEY_DEFINE(mod, tags)                \
1125         struct lu_context_key mod##_thread_key = {      \
1126                 .lct_tags = tags,                       \
1127                 .lct_init = mod##_key_init,             \
1128                 .lct_fini = mod##_key_fini              \
1129         }
1130
1131 #define LU_CONTEXT_KEY_INIT(key)                        \
1132 do {                                                    \
1133         (key)->lct_owner = THIS_MODULE;                 \
1134 } while (0)
1135
1136 int   lu_context_key_register(struct lu_context_key *key);
1137 void  lu_context_key_degister(struct lu_context_key *key);
1138 void *lu_context_key_get     (const struct lu_context *ctx,
1139                                const struct lu_context_key *key);
1140 void  lu_context_key_quiesce (struct lu_context_key *key);
1141 void  lu_context_key_revive  (struct lu_context_key *key);
1142
1143
1144 /*
1145  * LU_KEY_INIT_GENERIC() has to be a macro to correctly determine an
1146  * owning module.
1147  */
1148
1149 #define LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1150         static void mod##_key_init_generic(struct lu_context_key *k, ...) \
1151         {                                                               \
1152                 struct lu_context_key *key = k;                         \
1153                 va_list args;                                           \
1154                                                                         \
1155                 va_start(args, k);                                      \
1156                 do {                                                    \
1157                         LU_CONTEXT_KEY_INIT(key);                       \
1158                         key = va_arg(args, struct lu_context_key *);    \
1159                 } while (key != NULL);                                  \
1160                 va_end(args);                                           \
1161         }
1162
1163 #define LU_TYPE_INIT(mod, ...)                                          \
1164         LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1165         static int mod##_type_init(struct lu_device_type *t)            \
1166         {                                                               \
1167                 mod##_key_init_generic(__VA_ARGS__, NULL);              \
1168                 return lu_context_key_register_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1169         }                                                               \
1170         struct __##mod##_dummy_type_init {;}
1171
1172 #define LU_TYPE_FINI(mod, ...)                                          \
1173         static void mod##_type_fini(struct lu_device_type *t)           \
1174         {                                                               \
1175                 lu_context_key_degister_many(__VA_ARGS__, NULL);        \
1176         }                                                               \
1177         struct __##mod##_dummy_type_fini {;}
1178
1179 #define LU_TYPE_START(mod, ...)                                 \
1180         static void mod##_type_start(struct lu_device_type *t)  \
1181         {                                                       \
1182                 lu_context_key_revive_many(__VA_ARGS__, NULL);  \
1183         }                                                       \
1184         struct __##mod##_dummy_type_start {;}
1185
1186 #define LU_TYPE_STOP(mod, ...)                                  \
1187         static void mod##_type_stop(struct lu_device_type *t)   \
1188         {                                                       \
1189                 lu_context_key_quiesce_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1190         }                                                       \
1191         struct __##mod##_dummy_type_stop {;}
1192
1193
1194
1195 #define LU_TYPE_INIT_FINI(mod, ...)             \
1196         LU_TYPE_INIT(mod, __VA_ARGS__);         \
1197         LU_TYPE_FINI(mod, __VA_ARGS__);         \
1198         LU_TYPE_START(mod, __VA_ARGS__);        \
1199         LU_TYPE_STOP(mod, __VA_ARGS__)
1200
1201 int   lu_context_init  (struct lu_context *ctx, __u32 tags);
1202 void  lu_context_fini  (struct lu_context *ctx);
1203 void  lu_context_enter (struct lu_context *ctx);
1204 void  lu_context_exit  (struct lu_context *ctx);
1205 int   lu_context_refill(struct lu_context *ctx);
1206
1207 /*
1208  * Helper functions to operate on multiple keys. These are used by the default
1209  * device type operations, defined by LU_TYPE_INIT_FINI().
1210  */
1211
1212 int  lu_context_key_register_many(struct lu_context_key *k, ...);
1213 void lu_context_key_degister_many(struct lu_context_key *k, ...);
1214 void lu_context_key_revive_many  (struct lu_context_key *k, ...);
1215 void lu_context_key_quiesce_many (struct lu_context_key *k, ...);
1216
1217 /**
1218  * Environment.
1219  */
1220 struct lu_env {
1221         /**
1222          * "Local" context, used to store data instead of stack.
1223          */
1224         struct lu_context  le_ctx;
1225         /**
1226          * "Session" context for per-request data.
1227          */
1228         struct lu_context *le_ses;
1229 };
1230
1231 int  lu_env_init  (struct lu_env *env, __u32 tags);
1232 void lu_env_fini  (struct lu_env *env);
1233 int  lu_env_refill(struct lu_env *env);
1234
1235 /** @} lu_context */
1236
1237 /**
1238  * Output site statistical counters into a buffer. Suitable for
1239  * ll_rd_*()-style functions.
1240  */
1241 int lu_site_stats_print(const struct lu_site *s, char *page, int count);
1242
1243 /**
1244  * Common name structure to be passed around for various name related methods.
1245  */
1246 struct lu_name {
1247         const char    *ln_name;
1248         int            ln_namelen;
1249 };
1250
1251 /**
1252  * Common buffer structure to be passed around for various xattr_{s,g}et()
1253  * methods.
1254  */
1255 struct lu_buf {
1256         void   *lb_buf;
1257         ssize_t lb_len;
1258         int     lb_vmalloc:1;
1259 };
1260
1261 /** null buffer */
1262 extern struct lu_buf LU_BUF_NULL;
1263
1264 #define DLUBUF "(%p %z)"
1265 #define PLUBUF(buf) (buf)->lb_buf, (buf)->lb_len
1266 /**
1267  * One-time initializers, called at obdclass module initialization, not
1268  * exported.
1269  */
1270
1271 /**
1272  * Initialization of global lu_* data.
1273  */
1274 int lu_global_init(void);
1275
1276 /**
1277  * Dual to lu_global_init().
1278  */
1279 void lu_global_fini(void);
1280
1281 enum {
1282         LU_TIME_FIND_LOOKUP,
1283         LU_TIME_FIND_ALLOC,
1284         LU_TIME_FIND_INSERT,
1285         LU_TIME_NR
1286 };
1287
1288 extern const char *lu_time_names[LU_TIME_NR];
1289
1290 struct lu_kmem_descr {
1291         cfs_mem_cache_t **ckd_cache;
1292         const char       *ckd_name;
1293         const size_t      ckd_size;
1294 };
1295
1296 int  lu_kmem_init(struct lu_kmem_descr *caches);
1297 void lu_kmem_fini(struct lu_kmem_descr *caches);
1298
1299 /** @} lu */
1300 #endif /* __LUSTRE_LU_OBJECT_H */