Whamcloud - gitweb
8937a20885491b370d8a8a36df955ad6c0b6c6ed
[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, 2014, Intel Corporation.
31  */
32 /*
33  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
34  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
35  */
36
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
173         /* When find a dying object, just return -EAGAIN at once instead of
174          * blocking the thread. */
175         LOC_F_NOWAIT    = 0x00000002,
176 } loc_flags_t;
177
178 /**
179  * Object configuration, describing particulars of object being created. On
180  * server this is not used, as server objects are full identified by fid. On
181  * client configuration contains struct lustre_md.
182  */
183 struct lu_object_conf {
184         /**
185          * Some hints for obj find and alloc.
186          */
187         loc_flags_t     loc_flags;
188 };
189
190 /**
191  * Type of "printer" function used by lu_object_operations::loo_object_print()
192  * method.
193  *
194  * Printer function is needed to provide some flexibility in (semi-)debugging
195  * output: possible implementations: printk, CDEBUG, sysfs/seq_file
196  */
197 typedef int (*lu_printer_t)(const struct lu_env *env,
198                             void *cookie, const char *format, ...)
199         __attribute__ ((format (printf, 3, 4)));
200
201 /**
202  * Operations specific for particular lu_object.
203  */
204 struct lu_object_operations {
205
206         /**
207          * Allocate lower-layer parts of the object by calling
208          * lu_device_operations::ldo_object_alloc() of the corresponding
209          * underlying device.
210          *
211          * This method is called once for each object inserted into object
212          * stack. It's responsibility of this method to insert lower-layer
213          * object(s) it create into appropriate places of object stack.
214          */
215         int (*loo_object_init)(const struct lu_env *env,
216                                struct lu_object *o,
217                                const struct lu_object_conf *conf);
218         /**
219          * Called (in top-to-bottom order) during object allocation after all
220          * layers were allocated and initialized. Can be used to perform
221          * initialization depending on lower layers.
222          */
223         int (*loo_object_start)(const struct lu_env *env,
224                                 struct lu_object *o);
225         /**
226          * Called before lu_object_operations::loo_object_free() to signal
227          * that object is being destroyed. Dual to
228          * lu_object_operations::loo_object_init().
229          */
230         void (*loo_object_delete)(const struct lu_env *env,
231                                   struct lu_object *o);
232         /**
233          * Dual to lu_device_operations::ldo_object_alloc(). Called when
234          * object is removed from memory.
235          */
236         void (*loo_object_free)(const struct lu_env *env,
237                                 struct lu_object *o);
238         /**
239          * Called when last active reference to the object is released (and
240          * object returns to the cache). This method is optional.
241          */
242         void (*loo_object_release)(const struct lu_env *env,
243                                    struct lu_object *o);
244         /**
245          * Optional debugging helper. Print given object.
246          */
247         int (*loo_object_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
248                                 lu_printer_t p, const struct lu_object *o);
249         /**
250          * Optional debugging method. Returns true iff method is internally
251          * consistent.
252          */
253         int (*loo_object_invariant)(const struct lu_object *o);
254 };
255
256 /**
257  * Type of lu_device.
258  */
259 struct lu_device_type;
260
261 /**
262  * Device: a layer in the server side abstraction stacking.
263  */
264 struct lu_device {
265         /**
266          * reference count. This is incremented, in particular, on each object
267          * created at this layer.
268          *
269          * \todo XXX which means that atomic_t is probably too small.
270          */
271         atomic_t                           ld_ref;
272         /**
273          * Pointer to device type. Never modified once set.
274          */
275         struct lu_device_type             *ld_type;
276         /**
277          * Operation vector for this device.
278          */
279         const struct lu_device_operations *ld_ops;
280         /**
281          * Stack this device belongs to.
282          */
283         struct lu_site                    *ld_site;
284         struct proc_dir_entry             *ld_proc_entry;
285
286         /** \todo XXX: temporary back pointer into obd. */
287         struct obd_device                 *ld_obd;
288         /**
289          * A list of references to this object, for debugging.
290          */
291         struct lu_ref                      ld_reference;
292         /**
293          * Link the device to the site.
294          **/
295         struct list_head                   ld_linkage;
296 };
297
298 struct lu_device_type_operations;
299
300 /**
301  * Tag bits for device type. They are used to distinguish certain groups of
302  * device types.
303  */
304 enum lu_device_tag {
305         /** this is meta-data device */
306         LU_DEVICE_MD = (1 << 0),
307         /** this is data device */
308         LU_DEVICE_DT = (1 << 1),
309         /** data device in the client stack */
310         LU_DEVICE_CL = (1 << 2)
311 };
312
313 /**
314  * Type of device.
315  */
316 struct lu_device_type {
317         /**
318          * Tag bits. Taken from enum lu_device_tag. Never modified once set.
319          */
320         __u32                                   ldt_tags;
321         /**
322          * Name of this class. Unique system-wide. Never modified once set.
323          */
324         char                                   *ldt_name;
325         /**
326          * Operations for this type.
327          */
328         const struct lu_device_type_operations *ldt_ops;
329         /**
330          * \todo XXX: temporary pointer to associated obd_type.
331          */
332         struct obd_type                        *ldt_obd_type;
333         /**
334          * \todo XXX: temporary: context tags used by obd_*() calls.
335          */
336         __u32                                   ldt_ctx_tags;
337         /**
338          * Number of existing device type instances.
339          */
340         atomic_t                                ldt_device_nr;
341         /**
342          * Linkage into a global list of all device types.
343          *
344          * \see lu_device_types.
345          */
346         struct list_head                        ldt_linkage;
347 };
348
349 /**
350  * Operations on a device type.
351  */
352 struct lu_device_type_operations {
353         /**
354          * Allocate new device.
355          */
356         struct lu_device *(*ldto_device_alloc)(const struct lu_env *env,
357                                                struct lu_device_type *t,
358                                                struct lustre_cfg *lcfg);
359         /**
360          * Free device. Dual to
361          * lu_device_type_operations::ldto_device_alloc(). Returns pointer to
362          * the next device in the stack.
363          */
364         struct lu_device *(*ldto_device_free)(const struct lu_env *,
365                                               struct lu_device *);
366
367         /**
368          * Initialize the devices after allocation
369          */
370         int  (*ldto_device_init)(const struct lu_env *env,
371                                  struct lu_device *, const char *,
372                                  struct lu_device *);
373         /**
374          * Finalize device. Dual to
375          * lu_device_type_operations::ldto_device_init(). Returns pointer to
376          * the next device in the stack.
377          */
378         struct lu_device *(*ldto_device_fini)(const struct lu_env *env,
379                                               struct lu_device *);
380         /**
381          * Initialize device type. This is called on module load.
382          */
383         int  (*ldto_init)(struct lu_device_type *t);
384         /**
385          * Finalize device type. Dual to
386          * lu_device_type_operations::ldto_init(). Called on module unload.
387          */
388         void (*ldto_fini)(struct lu_device_type *t);
389         /**
390          * Called when the first device is created.
391          */
392         void (*ldto_start)(struct lu_device_type *t);
393         /**
394          * Called when number of devices drops to 0.
395          */
396         void (*ldto_stop)(struct lu_device_type *t);
397 };
398
399 static inline int lu_device_is_md(const struct lu_device *d)
400 {
401         return ergo(d != NULL, d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_MD);
402 }
403
404 /**
405  * Common object attributes.
406  */
407 struct lu_attr {
408         /** size in bytes */
409         __u64          la_size;
410         /** modification time in seconds since Epoch */
411         s64             la_mtime;
412         /** access time in seconds since Epoch */
413         s64             la_atime;
414         /** change time in seconds since Epoch */
415         s64             la_ctime;
416         /** 512-byte blocks allocated to object */
417         __u64          la_blocks;
418         /** permission bits and file type */
419         __u32          la_mode;
420         /** owner id */
421         __u32          la_uid;
422         /** group id */
423         __u32          la_gid;
424         /** object flags */
425         __u32          la_flags;
426         /** number of persistent references to this object */
427         __u32          la_nlink;
428         /** blk bits of the object*/
429         __u32          la_blkbits;
430         /** blk size of the object*/
431         __u32          la_blksize;
432         /** real device */
433         __u32          la_rdev;
434         /**
435          * valid bits
436          *
437          * \see enum la_valid
438          */
439         __u64          la_valid;
440 };
441
442 /** Bit-mask of valid attributes */
443 enum la_valid {
444         LA_ATIME = 1 << 0,
445         LA_MTIME = 1 << 1,
446         LA_CTIME = 1 << 2,
447         LA_SIZE  = 1 << 3,
448         LA_MODE  = 1 << 4,
449         LA_UID   = 1 << 5,
450         LA_GID   = 1 << 6,
451         LA_BLOCKS = 1 << 7,
452         LA_TYPE   = 1 << 8,
453         LA_FLAGS  = 1 << 9,
454         LA_NLINK  = 1 << 10,
455         LA_RDEV   = 1 << 11,
456         LA_BLKSIZE = 1 << 12,
457         LA_KILL_SUID = 1 << 13,
458         LA_KILL_SGID = 1 << 14,
459 };
460
461 /**
462  * Layer in the layered object.
463  */
464 struct lu_object {
465         /**
466          * Header for this object.
467          */
468         struct lu_object_header           *lo_header;
469         /**
470          * Device for this layer.
471          */
472         struct lu_device                  *lo_dev;
473         /**
474          * Operations for this object.
475          */
476         const struct lu_object_operations *lo_ops;
477         /**
478          * Linkage into list of all layers.
479          */
480         struct list_head                   lo_linkage;
481         /**
482          * Link to the device, for debugging.
483          */
484         struct lu_ref_link                 lo_dev_ref;
485 };
486
487 enum lu_object_header_flags {
488         /**
489          * Don't keep this object in cache. Object will be destroyed as soon
490          * as last reference to it is released. This flag cannot be cleared
491          * once set.
492          */
493         LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE = 0,
494         /**
495          * Mark this object has already been taken out of cache.
496          */
497         LU_OBJECT_UNHASHED = 1,
498 };
499
500 enum lu_object_header_attr {
501         LOHA_EXISTS   = 1 << 0,
502         LOHA_REMOTE   = 1 << 1,
503         /**
504          * UNIX file type is stored in S_IFMT bits.
505          */
506         LOHA_FT_START = 001 << 12, /**< S_IFIFO */
507         LOHA_FT_END   = 017 << 12, /**< S_IFMT */
508 };
509
510 /**
511  * "Compound" object, consisting of multiple layers.
512  *
513  * Compound object with given fid is unique with given lu_site.
514  *
515  * Note, that object does *not* necessary correspond to the real object in the
516  * persistent storage: object is an anchor for locking and method calling, so
517  * it is created for things like not-yet-existing child created by mkdir or
518  * create calls. lu_object_operations::loo_exists() can be used to check
519  * whether object is backed by persistent storage entity.
520  */
521 struct lu_object_header {
522         /**
523          * Fid, uniquely identifying this object.
524          */
525         struct lu_fid           loh_fid;
526         /**
527          * Object flags from enum lu_object_header_flags. Set and checked
528          * atomically.
529          */
530         unsigned long           loh_flags;
531         /**
532          * Object reference count. Protected by lu_site::ls_guard.
533          */
534         atomic_t                loh_ref;
535         /**
536          * Common object attributes, cached for efficiency. From enum
537          * lu_object_header_attr.
538          */
539         __u32                   loh_attr;
540         /**
541          * Linkage into per-site hash table. Protected by lu_site::ls_guard.
542          */
543         struct hlist_node       loh_hash;
544         /**
545          * Linkage into per-site LRU list. Protected by lu_site::ls_guard.
546          */
547         struct list_head        loh_lru;
548         /**
549          * Linkage into list of layers. Never modified once set (except lately
550          * during object destruction). No locking is necessary.
551          */
552         struct list_head        loh_layers;
553         /**
554          * A list of references to this object, for debugging.
555          */
556         struct lu_ref           loh_reference;
557 };
558
559 struct fld;
560
561 struct lu_site_bkt_data {
562         /**
563          * number of busy object on this bucket
564          */
565         long                    lsb_busy;
566         /**
567          * LRU list, updated on each access to object. Protected by
568          * bucket lock of lu_site::ls_obj_hash.
569          *
570          * "Cold" end of LRU is lu_site::ls_lru.next. Accessed object are
571          * moved to the lu_site::ls_lru.prev (this is due to the non-existence
572          * of list_for_each_entry_safe_reverse()).
573          */
574         struct list_head        lsb_lru;
575         /**
576          * Wait-queue signaled when an object in this site is ultimately
577          * destroyed (lu_object_free()). It is used by lu_object_find() to
578          * wait before re-trying when object in the process of destruction is
579          * found in the hash table.
580          *
581          * \see htable_lookup().
582          */
583         wait_queue_head_t       lsb_marche_funebre;
584 };
585
586 enum {
587         LU_SS_CREATED         = 0,
588         LU_SS_CACHE_HIT,
589         LU_SS_CACHE_MISS,
590         LU_SS_CACHE_RACE,
591         LU_SS_CACHE_DEATH_RACE,
592         LU_SS_LRU_PURGED,
593         LU_SS_LAST_STAT
594 };
595
596 /**
597  * lu_site is a "compartment" within which objects are unique, and LRU
598  * discipline is maintained.
599  *
600  * lu_site exists so that multiple layered stacks can co-exist in the same
601  * address space.
602  *
603  * lu_site has the same relation to lu_device as lu_object_header to
604  * lu_object.
605  */
606 struct lu_site {
607         /**
608          * objects hash table
609          */
610         cfs_hash_t              *ls_obj_hash;
611         /**
612          * index of bucket on hash table while purging
613          */
614         unsigned int            ls_purge_start;
615         /**
616          * Top-level device for this stack.
617          */
618         struct lu_device        *ls_top_dev;
619         /**
620          * Bottom-level device for this stack
621          */
622         struct lu_device        *ls_bottom_dev;
623         /**
624          * Linkage into global list of sites.
625          */
626         struct list_head        ls_linkage;
627         /**
628          * List for lu device for this site, protected
629          * by ls_ld_lock.
630          **/
631         struct list_head        ls_ld_linkage;
632         spinlock_t              ls_ld_lock;
633         /**
634          * Lock to serialize site purge.
635          */
636         struct mutex            ls_purge_mutex;
637         /**
638          * lu_site stats
639          */
640         struct lprocfs_stats    *ls_stats;
641         /**
642          * XXX: a hack! fld has to find md_site via site, remove when possible
643          */
644         struct seq_server_site  *ld_seq_site;
645 };
646
647 static inline struct lu_site_bkt_data *
648 lu_site_bkt_from_fid(struct lu_site *site, struct lu_fid *fid)
649 {
650         cfs_hash_bd_t bd;
651
652         cfs_hash_bd_get(site->ls_obj_hash, fid, &bd);
653         return cfs_hash_bd_extra_get(site->ls_obj_hash, &bd);
654 }
655
656 static inline struct seq_server_site *lu_site2seq(const struct lu_site *s)
657 {
658         return s->ld_seq_site;
659 }
660
661 /** \name ctors
662  * Constructors/destructors.
663  * @{
664  */
665
666 int  lu_site_init         (struct lu_site *s, struct lu_device *d);
667 void lu_site_fini         (struct lu_site *s);
668 int  lu_site_init_finish  (struct lu_site *s);
669 void lu_stack_fini        (const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
670 void lu_device_get        (struct lu_device *d);
671 void lu_device_put        (struct lu_device *d);
672 int  lu_device_init       (struct lu_device *d, struct lu_device_type *t);
673 void lu_device_fini       (struct lu_device *d);
674 int  lu_object_header_init(struct lu_object_header *h);
675 void lu_object_header_fini(struct lu_object_header *h);
676 int  lu_object_init       (struct lu_object *o,
677                            struct lu_object_header *h, struct lu_device *d);
678 void lu_object_fini       (struct lu_object *o);
679 void lu_object_add_top    (struct lu_object_header *h, struct lu_object *o);
680 void lu_object_add        (struct lu_object *before, struct lu_object *o);
681
682 void lu_dev_add_linkage(struct lu_site *s, struct lu_device *d);
683 void lu_dev_del_linkage(struct lu_site *s, struct lu_device *d);
684
685 /**
686  * Helpers to initialize and finalize device types.
687  */
688
689 int  lu_device_type_init(struct lu_device_type *ldt);
690 void lu_device_type_fini(struct lu_device_type *ldt);
691
692 /** @} ctors */
693
694 /** \name caching
695  * Caching and reference counting.
696  * @{
697  */
698
699 /**
700  * Acquire additional reference to the given object. This function is used to
701  * attain additional reference. To acquire initial reference use
702  * lu_object_find().
703  */
704 static inline void lu_object_get(struct lu_object *o)
705 {
706         LASSERT(atomic_read(&o->lo_header->loh_ref) > 0);
707         atomic_inc(&o->lo_header->loh_ref);
708 }
709
710 /**
711  * Return true of object will not be cached after last reference to it is
712  * released.
713  */
714 static inline int lu_object_is_dying(const struct lu_object_header *h)
715 {
716         return test_bit(LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE, &h->loh_flags);
717 }
718
719 void lu_object_put(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
720 void lu_object_put_nocache(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
721 void lu_object_unhash(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
722
723 int lu_site_purge(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, int nr);
724
725 void lu_site_print(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, void *cookie,
726                    lu_printer_t printer);
727 struct lu_object *lu_object_find(const struct lu_env *env,
728                                  struct lu_device *dev, const struct lu_fid *f,
729                                  const struct lu_object_conf *conf);
730 struct lu_object *lu_object_find_at(const struct lu_env *env,
731                                     struct lu_device *dev,
732                                     const struct lu_fid *f,
733                                     const struct lu_object_conf *conf);
734 struct lu_object *lu_object_find_slice(const struct lu_env *env,
735                                        struct lu_device *dev,
736                                        const struct lu_fid *f,
737                                        const struct lu_object_conf *conf);
738 /** @} caching */
739
740 /** \name helpers
741  * Helpers.
742  * @{
743  */
744
745 /**
746  * First (topmost) sub-object of given compound object
747  */
748 static inline struct lu_object *lu_object_top(struct lu_object_header *h)
749 {
750         LASSERT(!list_empty(&h->loh_layers));
751         return container_of0(h->loh_layers.next, struct lu_object, lo_linkage);
752 }
753
754 /**
755  * Next sub-object in the layering
756  */
757 static inline struct lu_object *lu_object_next(const struct lu_object *o)
758 {
759         return container_of0(o->lo_linkage.next, struct lu_object, lo_linkage);
760 }
761
762 /**
763  * Pointer to the fid of this object.
764  */
765 static inline const struct lu_fid *lu_object_fid(const struct lu_object *o)
766 {
767         return &o->lo_header->loh_fid;
768 }
769
770 /**
771  * return device operations vector for this object
772  */
773 static const inline struct lu_device_operations *
774 lu_object_ops(const struct lu_object *o)
775 {
776         return o->lo_dev->ld_ops;
777 }
778
779 /**
780  * Given a compound object, find its slice, corresponding to the device type
781  * \a dtype.
782  */
783 struct lu_object *lu_object_locate(struct lu_object_header *h,
784                                    const struct lu_device_type *dtype);
785
786 /**
787  * Printer function emitting messages through libcfs_debug_msg().
788  */
789 int lu_cdebug_printer(const struct lu_env *env,
790                       void *cookie, const char *format, ...);
791
792 /**
793  * Print object description followed by a user-supplied message.
794  */
795 #define LU_OBJECT_DEBUG(mask, env, object, format, ...)                   \
796 do {                                                                      \
797         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                     \
798                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);          \
799                 lu_object_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, object);\
800                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                    \
801         }                                                                 \
802 } while (0)
803
804 /**
805  * Print short object description followed by a user-supplied message.
806  */
807 #define LU_OBJECT_HEADER(mask, env, object, format, ...)                \
808 do {                                                                    \
809         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
810                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
811                 lu_object_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer,\
812                                        (object)->lo_header);            \
813                 lu_cdebug_printer(env, &msgdata, "\n");                 \
814                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
815         }                                                               \
816 } while (0)
817
818 void lu_object_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
819                             lu_printer_t printer, const struct lu_object *o);
820 void lu_object_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
821                             lu_printer_t printer,
822                             const struct lu_object_header *hdr);
823
824 /**
825  * Check object consistency.
826  */
827 int lu_object_invariant(const struct lu_object *o);
828
829
830 /**
831  * Check whether object exists, no matter on local or remote storage.
832  * Note: LOHA_EXISTS will be set once some one created the object,
833  * and it does not needs to be committed to storage.
834  */
835 #define lu_object_exists(o) ((o)->lo_header->loh_attr & LOHA_EXISTS)
836
837 /**
838  * Check whether object on the remote storage.
839  */
840 #define lu_object_remote(o) unlikely((o)->lo_header->loh_attr & LOHA_REMOTE)
841
842 static inline int lu_object_assert_exists(const struct lu_object *o)
843 {
844         return lu_object_exists(o);
845 }
846
847 static inline int lu_object_assert_not_exists(const struct lu_object *o)
848 {
849         return !lu_object_exists(o);
850 }
851
852 /**
853  * Attr of this object.
854  */
855 static inline __u32 lu_object_attr(const struct lu_object *o)
856 {
857         LASSERT(lu_object_exists(o) != 0);
858         return o->lo_header->loh_attr;
859 }
860
861 static inline void lu_object_ref_add(struct lu_object *o,
862                                      const char *scope,
863                                      const void *source)
864 {
865         lu_ref_add(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
866 }
867
868 static inline void lu_object_ref_add_at(struct lu_object *o,
869                                         struct lu_ref_link *link,
870                                         const char *scope,
871                                         const void *source)
872 {
873         lu_ref_add_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
874 }
875
876 static inline void lu_object_ref_del(struct lu_object *o,
877                                      const char *scope, const void *source)
878 {
879         lu_ref_del(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
880 }
881
882 static inline void lu_object_ref_del_at(struct lu_object *o,
883                                         struct lu_ref_link *link,
884                                         const char *scope, const void *source)
885 {
886         lu_ref_del_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
887 }
888
889 /** input params, should be filled out by mdt */
890 struct lu_rdpg {
891         /** hash */
892         __u64                   rp_hash;
893         /** count in bytes */
894         unsigned int            rp_count;
895         /** number of pages */
896         unsigned int            rp_npages;
897         /** requested attr */
898         __u32                   rp_attrs;
899         /** pointers to pages */
900         struct page           **rp_pages;
901 };
902
903 enum lu_xattr_flags {
904         LU_XATTR_REPLACE = (1 << 0),
905         LU_XATTR_CREATE  = (1 << 1)
906 };
907
908 /** @} helpers */
909
910 /** \name lu_context
911  * @{ */
912
913 /** For lu_context health-checks */
914 enum lu_context_state {
915         LCS_INITIALIZED = 1,
916         LCS_ENTERED,
917         LCS_LEFT,
918         LCS_FINALIZED
919 };
920
921 /**
922  * lu_context. Execution context for lu_object methods. Currently associated
923  * with thread.
924  *
925  * All lu_object methods, except device and device type methods (called during
926  * system initialization and shutdown) are executed "within" some
927  * lu_context. This means, that pointer to some "current" lu_context is passed
928  * as an argument to all methods.
929  *
930  * All service ptlrpc threads create lu_context as part of their
931  * initialization. It is possible to create "stand-alone" context for other
932  * execution environments (like system calls).
933  *
934  * lu_object methods mainly use lu_context through lu_context_key interface
935  * that allows each layer to associate arbitrary pieces of data with each
936  * context (see pthread_key_create(3) for similar interface).
937  *
938  * On a client, lu_context is bound to a thread, see cl_env_get().
939  *
940  * \see lu_context_key
941  */
942 struct lu_context {
943         /**
944          * lu_context is used on the client side too. Yet we don't want to
945          * allocate values of server-side keys for the client contexts and
946          * vice versa.
947          *
948          * To achieve this, set of tags in introduced. Contexts and keys are
949          * marked with tags. Key value are created only for context whose set
950          * of tags has non-empty intersection with one for key. Tags are taken
951          * from enum lu_context_tag.
952          */
953         __u32                  lc_tags;
954         enum lu_context_state  lc_state;
955         /**
956          * Pointer to the home service thread. NULL for other execution
957          * contexts.
958          */
959         struct ptlrpc_thread  *lc_thread;
960         /**
961          * Pointer to an array with key values. Internal implementation
962          * detail.
963          */
964         void                  **lc_value;
965         /**
966          * Linkage into a list of all remembered contexts. Only
967          * `non-transient' contexts, i.e., ones created for service threads
968          * are placed here.
969          */
970         struct list_head        lc_remember;
971         /**
972          * Version counter used to skip calls to lu_context_refill() when no
973          * keys were registered.
974          */
975         unsigned                lc_version;
976         /**
977          * Debugging cookie.
978          */
979         unsigned                lc_cookie;
980 };
981
982 /**
983  * lu_context_key interface. Similar to pthread_key.
984  */
985
986 enum lu_context_tag {
987         /**
988          * Thread on md server
989          */
990         LCT_MD_THREAD = 1 << 0,
991         /**
992          * Thread on dt server
993          */
994         LCT_DT_THREAD = 1 << 1,
995         /**
996          * Context for transaction handle
997          */
998         LCT_TX_HANDLE = 1 << 2,
999         /**
1000          * Thread on client
1001          */
1002         LCT_CL_THREAD = 1 << 3,
1003         /**
1004          * A per-request session on a server, and a per-system-call session on
1005          * a client.
1006          */
1007         LCT_SESSION   = 1 << 4,
1008         /**
1009          * A per-request data on OSP device
1010          */
1011         LCT_OSP_THREAD = 1 << 5,
1012         /**
1013          * MGS device thread
1014          */
1015         LCT_MG_THREAD = 1 << 6,
1016         /**
1017          * Context for local operations
1018          */
1019         LCT_LOCAL = 1 << 7,
1020         /**
1021          * session for server thread
1022          **/
1023         LCT_SERVER_SESSION = 1 << 8,
1024         /**
1025          * Set when at least one of keys, having values in this context has
1026          * non-NULL lu_context_key::lct_exit() method. This is used to
1027          * optimize lu_context_exit() call.
1028          */
1029         LCT_HAS_EXIT  = 1 << 28,
1030         /**
1031          * Don't add references for modules creating key values in that context.
1032          * This is only for contexts used internally by lu_object framework.
1033          */
1034         LCT_NOREF     = 1 << 29,
1035         /**
1036          * Key is being prepared for retiring, don't create new values for it.
1037          */
1038         LCT_QUIESCENT = 1 << 30,
1039         /**
1040          * Context should be remembered.
1041          */
1042         LCT_REMEMBER  = 1 << 31,
1043         /**
1044          * Contexts usable in cache shrinker thread.
1045          */
1046         LCT_SHRINKER  = LCT_MD_THREAD|LCT_DT_THREAD|LCT_CL_THREAD|LCT_NOREF
1047 };
1048
1049 /**
1050  * Key. Represents per-context value slot.
1051  *
1052  * Keys are usually registered when module owning the key is initialized, and
1053  * de-registered when module is unloaded. Once key is registered, all new
1054  * contexts with matching tags, will get key value. "Old" contexts, already
1055  * initialized at the time of key registration, can be forced to get key value
1056  * by calling lu_context_refill().
1057  *
1058  * Every key value is counted in lu_context_key::lct_used and acquires a
1059  * reference on an owning module. This means, that all key values have to be
1060  * destroyed before module can be unloaded. This is usually achieved by
1061  * stopping threads started by the module, that created contexts in their
1062  * entry functions. Situation is complicated by the threads shared by multiple
1063  * modules, like ptlrpcd daemon on a client. To work around this problem,
1064  * contexts, created in such threads, are `remembered' (see
1065  * LCT_REMEMBER)---i.e., added into a global list. When module is preparing
1066  * for unloading it does the following:
1067  *
1068  *     - marks its keys as `quiescent' (lu_context_tag::LCT_QUIESCENT)
1069  *       preventing new key values from being allocated in the new contexts,
1070  *       and
1071  *
1072  *     - scans a list of remembered contexts, destroying values of module
1073  *       keys, thus releasing references to the module.
1074  *
1075  * This is done by lu_context_key_quiesce(). If module is re-activated
1076  * before key has been de-registered, lu_context_key_revive() call clears
1077  * `quiescent' marker.
1078  *
1079  * lu_context code doesn't provide any internal synchronization for these
1080  * activities---it's assumed that startup (including threads start-up) and
1081  * shutdown are serialized by some external means.
1082  *
1083  * \see lu_context
1084  */
1085 struct lu_context_key {
1086         /**
1087          * Set of tags for which values of this key are to be instantiated.
1088          */
1089         __u32 lct_tags;
1090         /**
1091          * Value constructor. This is called when new value is created for a
1092          * context. Returns pointer to new value of error pointer.
1093          */
1094         void  *(*lct_init)(const struct lu_context *ctx,
1095                            struct lu_context_key *key);
1096         /**
1097          * Value destructor. Called when context with previously allocated
1098          * value of this slot is destroyed. \a data is a value that was returned
1099          * by a matching call to lu_context_key::lct_init().
1100          */
1101         void   (*lct_fini)(const struct lu_context *ctx,
1102                            struct lu_context_key *key, void *data);
1103         /**
1104          * Optional method called on lu_context_exit() for all allocated
1105          * keys. Can be used by debugging code checking that locks are
1106          * released, etc.
1107          */
1108         void   (*lct_exit)(const struct lu_context *ctx,
1109                            struct lu_context_key *key, void *data);
1110         /**
1111          * Internal implementation detail: index within lu_context::lc_value[]
1112          * reserved for this key.
1113          */
1114         int             lct_index;
1115         /**
1116          * Internal implementation detail: number of values created for this
1117          * key.
1118          */
1119         atomic_t        lct_used;
1120         /**
1121          * Internal implementation detail: module for this key.
1122          */
1123         struct module   *lct_owner;
1124         /**
1125          * References to this key. For debugging.
1126          */
1127         struct lu_ref   lct_reference;
1128 };
1129
1130 #define LU_KEY_INIT(mod, type)                                    \
1131         static void* mod##_key_init(const struct lu_context *ctx, \
1132                                     struct lu_context_key *key)   \
1133         {                                                         \
1134                 type *value;                                      \
1135                                                                   \
1136                 CLASSERT(PAGE_CACHE_SIZE >= sizeof (*value));       \
1137                                                                   \
1138                 OBD_ALLOC_PTR(value);                             \
1139                 if (value == NULL)                                \
1140                         value = ERR_PTR(-ENOMEM);                 \
1141                                                                   \
1142                 return value;                                     \
1143         }                                                         \
1144         struct __##mod##__dummy_init {;} /* semicolon catcher */
1145
1146 #define LU_KEY_FINI(mod, type)                                              \
1147         static void mod##_key_fini(const struct lu_context *ctx,            \
1148                                     struct lu_context_key *key, void* data) \
1149         {                                                                   \
1150                 type *info = data;                                          \
1151                                                                             \
1152                 OBD_FREE_PTR(info);                                         \
1153         }                                                                   \
1154         struct __##mod##__dummy_fini {;} /* semicolon catcher */
1155
1156 #define LU_KEY_INIT_FINI(mod, type)   \
1157         LU_KEY_INIT(mod,type);        \
1158         LU_KEY_FINI(mod,type)
1159
1160 #define LU_CONTEXT_KEY_DEFINE(mod, tags)                \
1161         struct lu_context_key mod##_thread_key = {      \
1162                 .lct_tags = tags,                       \
1163                 .lct_init = mod##_key_init,             \
1164                 .lct_fini = mod##_key_fini              \
1165         }
1166
1167 #define LU_CONTEXT_KEY_INIT(key)                        \
1168 do {                                                    \
1169         (key)->lct_owner = THIS_MODULE;                 \
1170 } while (0)
1171
1172 int   lu_context_key_register(struct lu_context_key *key);
1173 void  lu_context_key_degister(struct lu_context_key *key);
1174 void *lu_context_key_get     (const struct lu_context *ctx,
1175                                const struct lu_context_key *key);
1176 void  lu_context_key_quiesce (struct lu_context_key *key);
1177 void  lu_context_key_revive  (struct lu_context_key *key);
1178
1179
1180 /*
1181  * LU_KEY_INIT_GENERIC() has to be a macro to correctly determine an
1182  * owning module.
1183  */
1184
1185 #define LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1186         static void mod##_key_init_generic(struct lu_context_key *k, ...) \
1187         {                                                               \
1188                 struct lu_context_key *key = k;                         \
1189                 va_list args;                                           \
1190                                                                         \
1191                 va_start(args, k);                                      \
1192                 do {                                                    \
1193                         LU_CONTEXT_KEY_INIT(key);                       \
1194                         key = va_arg(args, struct lu_context_key *);    \
1195                 } while (key != NULL);                                  \
1196                 va_end(args);                                           \
1197         }
1198
1199 #define LU_TYPE_INIT(mod, ...)                                          \
1200         LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1201         static int mod##_type_init(struct lu_device_type *t)            \
1202         {                                                               \
1203                 mod##_key_init_generic(__VA_ARGS__, NULL);              \
1204                 return lu_context_key_register_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1205         }                                                               \
1206         struct __##mod##_dummy_type_init {;}
1207
1208 #define LU_TYPE_FINI(mod, ...)                                          \
1209         static void mod##_type_fini(struct lu_device_type *t)           \
1210         {                                                               \
1211                 lu_context_key_degister_many(__VA_ARGS__, NULL);        \
1212         }                                                               \
1213         struct __##mod##_dummy_type_fini {;}
1214
1215 #define LU_TYPE_START(mod, ...)                                 \
1216         static void mod##_type_start(struct lu_device_type *t)  \
1217         {                                                       \
1218                 lu_context_key_revive_many(__VA_ARGS__, NULL);  \
1219         }                                                       \
1220         struct __##mod##_dummy_type_start {;}
1221
1222 #define LU_TYPE_STOP(mod, ...)                                  \
1223         static void mod##_type_stop(struct lu_device_type *t)   \
1224         {                                                       \
1225                 lu_context_key_quiesce_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1226         }                                                       \
1227         struct __##mod##_dummy_type_stop {;}
1228
1229
1230
1231 #define LU_TYPE_INIT_FINI(mod, ...)             \
1232         LU_TYPE_INIT(mod, __VA_ARGS__);         \
1233         LU_TYPE_FINI(mod, __VA_ARGS__);         \
1234         LU_TYPE_START(mod, __VA_ARGS__);        \
1235         LU_TYPE_STOP(mod, __VA_ARGS__)
1236
1237 int   lu_context_init  (struct lu_context *ctx, __u32 tags);
1238 void  lu_context_fini  (struct lu_context *ctx);
1239 void  lu_context_enter (struct lu_context *ctx);
1240 void  lu_context_exit  (struct lu_context *ctx);
1241 int   lu_context_refill(struct lu_context *ctx);
1242
1243 /*
1244  * Helper functions to operate on multiple keys. These are used by the default
1245  * device type operations, defined by LU_TYPE_INIT_FINI().
1246  */
1247
1248 int  lu_context_key_register_many(struct lu_context_key *k, ...);
1249 void lu_context_key_degister_many(struct lu_context_key *k, ...);
1250 void lu_context_key_revive_many  (struct lu_context_key *k, ...);
1251 void lu_context_key_quiesce_many (struct lu_context_key *k, ...);
1252
1253 /*
1254  * update/clear ctx/ses tags.
1255  */
1256 void lu_context_tags_update(__u32 tags);
1257 void lu_context_tags_clear(__u32 tags);
1258 void lu_session_tags_update(__u32 tags);
1259 void lu_session_tags_clear(__u32 tags);
1260
1261 /**
1262  * Environment.
1263  */
1264 struct lu_env {
1265         /**
1266          * "Local" context, used to store data instead of stack.
1267          */
1268         struct lu_context  le_ctx;
1269         /**
1270          * "Session" context for per-request data.
1271          */
1272         struct lu_context *le_ses;
1273 };
1274
1275 int  lu_env_init  (struct lu_env *env, __u32 tags);
1276 void lu_env_fini  (struct lu_env *env);
1277 int  lu_env_refill(struct lu_env *env);
1278 int  lu_env_refill_by_tags(struct lu_env *env, __u32 ctags, __u32 stags);
1279
1280 /** @} lu_context */
1281
1282 /**
1283  * Output site statistical counters into a buffer. Suitable for
1284  * ll_rd_*()-style functions.
1285  */
1286 int lu_site_stats_seq_print(const struct lu_site *s, struct seq_file *m);
1287 int lu_site_stats_print(const struct lu_site *s, char *page, int count);
1288
1289 /**
1290  * Common name structure to be passed around for various name related methods.
1291  */
1292 struct lu_name {
1293         const char    *ln_name;
1294         int            ln_namelen;
1295 };
1296
1297 /**
1298  * Validate names (path components)
1299  *
1300  * To be valid \a name must be non-empty, '\0' terminated of length \a
1301  * name_len, and not contain '/'. The maximum length of a name (before
1302  * say -ENAMETOOLONG will be returned) is really controlled by llite
1303  * and the server. We only check for something insane coming from bad
1304  * integer handling here.
1305  */
1306 static inline bool lu_name_is_valid_2(const char *name, size_t name_len)
1307 {
1308         return name != NULL &&
1309                name_len > 0 &&
1310                name_len < INT_MAX &&
1311                name[name_len] == '\0' &&
1312                strlen(name) == name_len &&
1313                memchr(name, '/', name_len) == NULL;
1314 }
1315
1316 static inline bool lu_name_is_valid(const struct lu_name *ln)
1317 {
1318         return lu_name_is_valid_2(ln->ln_name, ln->ln_namelen);
1319 }
1320
1321 #define DNAME "%.*s"
1322 #define PNAME(ln)                                       \
1323         (lu_name_is_valid(ln) ? (ln)->ln_namelen : 0),  \
1324         (lu_name_is_valid(ln) ? (ln)->ln_name : "")
1325
1326 /**
1327  * Common buffer structure to be passed around for various xattr_{s,g}et()
1328  * methods.
1329  */
1330 struct lu_buf {
1331         void   *lb_buf;
1332         size_t  lb_len;
1333 };
1334
1335 #define DLUBUF "(%p %zu)"
1336 #define PLUBUF(buf) (buf)->lb_buf, (buf)->lb_len
1337 /**
1338  * One-time initializers, called at obdclass module initialization, not
1339  * exported.
1340  */
1341
1342 /**
1343  * Initialization of global lu_* data.
1344  */
1345 int lu_global_init(void);
1346
1347 /**
1348  * Dual to lu_global_init().
1349  */
1350 void lu_global_fini(void);
1351
1352 struct lu_kmem_descr {
1353         struct kmem_cache **ckd_cache;
1354         const char       *ckd_name;
1355         const size_t      ckd_size;
1356 };
1357
1358 int  lu_kmem_init(struct lu_kmem_descr *caches);
1359 void lu_kmem_fini(struct lu_kmem_descr *caches);
1360
1361 void lu_object_assign_fid(const struct lu_env *env, struct lu_object *o,
1362                           const struct lu_fid *fid);
1363 struct lu_object *lu_object_anon(const struct lu_env *env,
1364                                  struct lu_device *dev,
1365                                  const struct lu_object_conf *conf);
1366
1367 /** null buffer */
1368 extern struct lu_buf LU_BUF_NULL;
1369
1370 void lu_buf_free(struct lu_buf *buf);
1371 void lu_buf_alloc(struct lu_buf *buf, size_t size);
1372 void lu_buf_realloc(struct lu_buf *buf, size_t size);
1373
1374 int lu_buf_check_and_grow(struct lu_buf *buf, size_t len);
1375 struct lu_buf *lu_buf_check_and_alloc(struct lu_buf *buf, size_t len);
1376
1377 extern __u32 lu_context_tags_default;
1378 extern __u32 lu_session_tags_default;
1379
1380 static inline bool lu_device_is_cl(const struct lu_device *d)
1381 {
1382         return d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_CL;
1383 }
1384
1385 static inline bool lu_object_is_cl(const struct lu_object *o)
1386 {
1387         return lu_device_is_cl(o->lo_dev);
1388 }
1389
1390 /** @} lu */
1391 #endif /* __LUSTRE_LU_OBJECT_H */