Whamcloud - gitweb
9c2f283be078c84814b3778f61c4889b96c84889
[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  2008 Sun Microsystems, Inc. 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 <lustre/lustre_idl.h>
46
47 #include <libcfs/libcfs.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
161 /**
162  * Object configuration, describing particulars of object being created. On
163  * server this is not used, as server objects are full identified by fid. On
164  * client configuration contains struct lustre_md.
165  */
166 struct lu_object_conf {
167 };
168
169 /**
170  * Type of "printer" function used by lu_object_operations::loo_object_print()
171  * method.
172  *
173  * Printer function is needed to provide some flexibility in (semi-)debugging
174  * output: possible implementations: printk, CDEBUG, sysfs/seq_file
175  */
176 typedef int (*lu_printer_t)(const struct lu_env *env,
177                             void *cookie, const char *format, ...)
178         __attribute__ ((format (printf, 3, 4)));
179
180 /**
181  * Operations specific for particular lu_object.
182  */
183 struct lu_object_operations {
184
185         /**
186          * Allocate lower-layer parts of the object by calling
187          * lu_device_operations::ldo_object_alloc() of the corresponding
188          * underlying device.
189          *
190          * This method is called once for each object inserted into object
191          * stack. It's responsibility of this method to insert lower-layer
192          * object(s) it create into appropriate places of object stack.
193          */
194         int (*loo_object_init)(const struct lu_env *env,
195                                struct lu_object *o,
196                                const struct lu_object_conf *conf);
197         /**
198          * Called (in top-to-bottom order) during object allocation after all
199          * layers were allocated and initialized. Can be used to perform
200          * initialization depending on lower layers.
201          */
202         int (*loo_object_start)(const struct lu_env *env,
203                                 struct lu_object *o);
204         /**
205          * Called before lu_object_operations::loo_object_free() to signal
206          * that object is being destroyed. Dual to
207          * lu_object_operations::loo_object_init().
208          */
209         void (*loo_object_delete)(const struct lu_env *env,
210                                   struct lu_object *o);
211         /**
212          * Dual to lu_device_operations::ldo_object_alloc(). Called when
213          * object is removed from memory.
214          */
215         void (*loo_object_free)(const struct lu_env *env,
216                                 struct lu_object *o);
217         /**
218          * Called when last active reference to the object is released (and
219          * object returns to the cache). This method is optional.
220          */
221         void (*loo_object_release)(const struct lu_env *env,
222                                    struct lu_object *o);
223         /**
224          * Optional debugging helper. Print given object.
225          */
226         int (*loo_object_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
227                                 lu_printer_t p, const struct lu_object *o);
228         /**
229          * Optional debugging method. Returns true iff method is internally
230          * consistent.
231          */
232         int (*loo_object_invariant)(const struct lu_object *o);
233 };
234
235 /**
236  * Type of lu_device.
237  */
238 struct lu_device_type;
239
240 /**
241  * Device: a layer in the server side abstraction stacking.
242  */
243 struct lu_device {
244         /**
245          * reference count. This is incremented, in particular, on each object
246          * created at this layer.
247          *
248          * \todo XXX which means that atomic_t is probably too small.
249          */
250         atomic_t                           ld_ref;
251         /**
252          * Pointer to device type. Never modified once set.
253          */
254         struct lu_device_type       *ld_type;
255         /**
256          * Operation vector for this device.
257          */
258         const struct lu_device_operations *ld_ops;
259         /**
260          * Stack this device belongs to.
261          */
262         struct lu_site                    *ld_site;
263         struct proc_dir_entry             *ld_proc_entry;
264
265         /** \todo XXX: temporary back pointer into obd. */
266         struct obd_device                 *ld_obd;
267         /**
268          * A list of references to this object, for debugging.
269          */
270         struct lu_ref                      ld_reference;
271 };
272
273 struct lu_device_type_operations;
274
275 /**
276  * Tag bits for device type. They are used to distinguish certain groups of
277  * device types.
278  */
279 enum lu_device_tag {
280         /** this is meta-data device */
281         LU_DEVICE_MD = (1 << 0),
282         /** this is data device */
283         LU_DEVICE_DT = (1 << 1),
284         /** data device in the client stack */
285         LU_DEVICE_CL = (1 << 2)
286 };
287
288 /**
289  * Type of device.
290  */
291 struct lu_device_type {
292         /**
293          * Tag bits. Taken from enum lu_device_tag. Never modified once set.
294          */
295         __u32                                   ldt_tags;
296         /**
297          * Name of this class. Unique system-wide. Never modified once set.
298          */
299         char                                   *ldt_name;
300         /**
301          * Operations for this type.
302          */
303         const struct lu_device_type_operations *ldt_ops;
304         /**
305          * \todo XXX: temporary pointer to associated obd_type.
306          */
307         struct obd_type                        *ldt_obd_type;
308         /**
309          * \todo XXX: temporary: context tags used by obd_*() calls.
310          */
311         __u32                                   ldt_ctx_tags;
312         /**
313          * Number of existing device type instances.
314          */
315         unsigned                                ldt_device_nr;
316         /**
317          * Linkage into a global list of all device types.
318          *
319          * \see lu_device_types.
320          */
321         struct list_head                        ldt_linkage;
322 };
323
324 /**
325  * Operations on a device type.
326  */
327 struct lu_device_type_operations {
328         /**
329          * Allocate new device.
330          */
331         struct lu_device *(*ldto_device_alloc)(const struct lu_env *env,
332                                                struct lu_device_type *t,
333                                                struct lustre_cfg *lcfg);
334         /**
335          * Free device. Dual to
336          * lu_device_type_operations::ldto_device_alloc(). Returns pointer to
337          * the next device in the stack.
338          */
339         struct lu_device *(*ldto_device_free)(const struct lu_env *,
340                                               struct lu_device *);
341
342         /**
343          * Initialize the devices after allocation
344          */
345         int  (*ldto_device_init)(const struct lu_env *env,
346                                  struct lu_device *, const char *,
347                                  struct lu_device *);
348         /**
349          * Finalize device. Dual to
350          * lu_device_type_operations::ldto_device_init(). Returns pointer to
351          * the next device in the stack.
352          */
353         struct lu_device *(*ldto_device_fini)(const struct lu_env *env,
354                                               struct lu_device *);
355         /**
356          * Initialize device type. This is called on module load.
357          */
358         int  (*ldto_init)(struct lu_device_type *t);
359         /**
360          * Finalize device type. Dual to
361          * lu_device_type_operations::ldto_init(). Called on module unload.
362          */
363         void (*ldto_fini)(struct lu_device_type *t);
364         /**
365          * Called when the first device is created.
366          */
367         void (*ldto_start)(struct lu_device_type *t);
368         /**
369          * Called when number of devices drops to 0.
370          */
371         void (*ldto_stop)(struct lu_device_type *t);
372 };
373
374 /**
375  * Flags for the object layers.
376  */
377 enum lu_object_flags {
378         /**
379          * this flags is set if lu_object_operations::loo_object_init() has
380          * been called for this layer. Used by lu_object_alloc().
381          */
382         LU_OBJECT_ALLOCATED = (1 << 0)
383 };
384
385 /**
386  * Common object attributes.
387  */
388 struct lu_attr {
389         /** size in bytes */
390         __u64          la_size;
391         /** modification time in seconds since Epoch */
392         __u64          la_mtime;
393         /** access time in seconds since Epoch */
394         __u64          la_atime;
395         /** change time in seconds since Epoch */
396         __u64          la_ctime;
397         /** 512-byte blocks allocated to object */
398         __u64          la_blocks;
399         /** permission bits and file type */
400         __u32          la_mode;
401         /** owner id */
402         __u32          la_uid;
403         /** group id */
404         __u32          la_gid;
405         /** object flags */
406         __u32          la_flags;
407         /** number of persistent references to this object */
408         __u32          la_nlink;
409         /** blk bits of the object*/
410         __u32          la_blkbits;
411         /** blk size of the object*/
412         __u32          la_blksize;
413         /** real device */
414         __u32          la_rdev;
415         /**
416          * valid bits
417          *
418          * \see enum la_valid
419          */
420         __u64          la_valid;
421 };
422
423 /** Bit-mask of valid attributes */
424 enum la_valid {
425         LA_ATIME = 1 << 0,
426         LA_MTIME = 1 << 1,
427         LA_CTIME = 1 << 2,
428         LA_SIZE  = 1 << 3,
429         LA_MODE  = 1 << 4,
430         LA_UID   = 1 << 5,
431         LA_GID   = 1 << 6,
432         LA_BLOCKS = 1 << 7,
433         LA_TYPE   = 1 << 8,
434         LA_FLAGS  = 1 << 9,
435         LA_NLINK  = 1 << 10,
436         LA_RDEV   = 1 << 11,
437         LA_BLKSIZE = 1 << 12,
438 };
439
440 /**
441  * Layer in the layered object.
442  */
443 struct lu_object {
444         /**
445          * Header for this object.
446          */
447         struct lu_object_header           *lo_header;
448         /**
449          * Device for this layer.
450          */
451         struct lu_device                  *lo_dev;
452         /**
453          * Operations for this object.
454          */
455         const struct lu_object_operations *lo_ops;
456         /**
457          * Linkage into list of all layers.
458          */
459         struct list_head                   lo_linkage;
460         /**
461          * Depth. Top level layer depth is 0.
462          */
463         int                                lo_depth;
464         /**
465          * Flags from enum lu_object_flags.
466          */
467         unsigned long                      lo_flags;
468         /**
469          * Link to the device, for debugging.
470          */
471         struct lu_ref_link                *lo_dev_ref;
472 };
473
474 enum lu_object_header_flags {
475         /**
476          * Don't keep this object in cache. Object will be destroyed as soon
477          * as last reference to it is released. This flag cannot be cleared
478          * once set.
479          */
480         LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE = 0
481 };
482
483 enum lu_object_header_attr {
484         LOHA_EXISTS   = 1 << 0,
485         LOHA_REMOTE   = 1 << 1,
486         /**
487          * UNIX file type is stored in S_IFMT bits.
488          */
489         LOHA_FT_START = 1 << 12, /**< S_IFIFO */
490         LOHA_FT_END   = 1 << 15, /**< S_IFREG */
491 };
492
493 /**
494  * "Compound" object, consisting of multiple layers.
495  *
496  * Compound object with given fid is unique with given lu_site.
497  *
498  * Note, that object does *not* necessary correspond to the real object in the
499  * persistent storage: object is an anchor for locking and method calling, so
500  * it is created for things like not-yet-existing child created by mkdir or
501  * create calls. lu_object_operations::loo_exists() can be used to check
502  * whether object is backed by persistent storage entity.
503  */
504 struct lu_object_header {
505         /**
506          * Object flags from enum lu_object_header_flags. Set and checked
507          * atomically.
508          */
509         unsigned long       loh_flags;
510         /**
511          * Object reference count. Protected by lu_site::ls_guard.
512          */
513         atomic_t            loh_ref;
514         /**
515          * Fid, uniquely identifying this object.
516          */
517         struct lu_fid       loh_fid;
518         /**
519          * Common object attributes, cached for efficiency. From enum
520          * lu_object_header_attr.
521          */
522         __u32               loh_attr;
523         /**
524          * Linkage into per-site hash table. Protected by lu_site::ls_guard.
525          */
526         struct hlist_node   loh_hash;
527         /**
528          * Linkage into per-site LRU list. Protected by lu_site::ls_guard.
529          */
530         struct list_head    loh_lru;
531         /**
532          * Linkage into list of layers. Never modified once set (except lately
533          * during object destruction). No locking is necessary.
534          */
535         struct list_head    loh_layers;
536         /**
537          * A list of references to this object, for debugging.
538          */
539         struct lu_ref       loh_reference;
540 };
541
542 struct fld;
543
544 /**
545  * lu_site is a "compartment" within which objects are unique, and LRU
546  * discipline is maintained.
547  *
548  * lu_site exists so that multiple layered stacks can co-exist in the same
549  * address space.
550  *
551  * lu_site has the same relation to lu_device as lu_object_header to
552  * lu_object.
553  */
554 struct lu_site {
555         /**
556          * Site-wide lock.
557          *
558          * lock protecting:
559          *
560          *        - lu_site::ls_hash hash table (and its linkages in objects);
561          *
562          *        - lu_site::ls_lru list (and its linkages in objects);
563          *
564          *        - 0/1 transitions of object lu_object_header::loh_ref
565          *        reference count;
566          *
567          * yes, it's heavy.
568          */
569         rwlock_t              ls_guard;
570         /**
571          * Hash-table where objects are indexed by fid.
572          */
573         struct hlist_head    *ls_hash;
574         /**
575          * Bit-mask for hash-table size.
576          */
577         int                   ls_hash_mask;
578         /**
579          * Order of hash-table.
580          */
581         int                   ls_hash_bits;
582         /**
583          * Number of buckets in the hash-table.
584          */
585         int                   ls_hash_size;
586
587         /**
588          * LRU list, updated on each access to object. Protected by
589          * lu_site::ls_guard.
590          *
591          * "Cold" end of LRU is lu_site::ls_lru.next. Accessed object are
592          * moved to the lu_site::ls_lru.prev (this is due to the non-existence
593          * of list_for_each_entry_safe_reverse()).
594          */
595         struct list_head      ls_lru;
596         /**
597          * Total number of objects in this site. Protected by
598          * lu_site::ls_guard.
599          */
600         unsigned              ls_total;
601         /**
602          * Total number of objects in this site with reference counter greater
603          * than 0. Protected by lu_site::ls_guard.
604          */
605         unsigned              ls_busy;
606
607         /**
608          * Top-level device for this stack.
609          */
610         struct lu_device     *ls_top_dev;
611
612         /**
613          * Wait-queue signaled when an object in this site is ultimately
614          * destroyed (lu_object_free()). It is used by lu_object_find() to
615          * wait before re-trying when object in the process of destruction is
616          * found in the hash table.
617          *
618          * If having a single wait-queue turns out to be a problem, a
619          * wait-queue per hash-table bucket can be easily implemented.
620          *
621          * \see htable_lookup().
622          */
623         cfs_waitq_t           ls_marche_funebre;
624
625         /** statistical counters. Protected by nothing, races are accepted. */
626         struct {
627                 __u32 s_created;
628                 __u32 s_cache_hit;
629                 __u32 s_cache_miss;
630                 /**
631                  * Number of hash-table entry checks made.
632                  *
633                  *       ->s_cache_check / (->s_cache_miss + ->s_cache_hit)
634                  *
635                  * is an average number of hash slots inspected during single
636                  * lookup.
637                  */
638                 __u32 s_cache_check;
639                 /** Races with cache insertions. */
640                 __u32 s_cache_race;
641                 /**
642                  * Races with object destruction.
643                  *
644                  * \see lu_site::ls_marche_funebre.
645                  */
646                 __u32 s_cache_death_race;
647                 __u32 s_lru_purged;
648         } ls_stats;
649
650         /**
651          * Linkage into global list of sites.
652          */
653         struct list_head      ls_linkage;
654         struct lprocfs_stats *ls_time_stats;
655 };
656
657 /** \name ctors
658  * Constructors/destructors.
659  * @{
660  */
661
662 int  lu_site_init         (struct lu_site *s, struct lu_device *d);
663 void lu_site_fini         (struct lu_site *s);
664 int  lu_site_init_finish  (struct lu_site *s);
665 void lu_stack_fini        (const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
666 void lu_device_get        (struct lu_device *d);
667 void lu_device_put        (struct lu_device *d);
668 int  lu_device_init       (struct lu_device *d, struct lu_device_type *t);
669 void lu_device_fini       (struct lu_device *d);
670 int  lu_object_header_init(struct lu_object_header *h);
671 void lu_object_header_fini(struct lu_object_header *h);
672 int  lu_object_init       (struct lu_object *o,
673                            struct lu_object_header *h, struct lu_device *d);
674 void lu_object_fini       (struct lu_object *o);
675 void lu_object_add_top    (struct lu_object_header *h, struct lu_object *o);
676 void lu_object_add        (struct lu_object *before, struct lu_object *o);
677
678 /**
679  * Helpers to initialize and finalize device types.
680  */
681
682 int  lu_device_type_init(struct lu_device_type *ldt);
683 void lu_device_type_fini(struct lu_device_type *ldt);
684 void lu_types_stop(void);
685
686 /** @} ctors */
687
688 /** \name caching
689  * Caching and reference counting.
690  * @{
691  */
692
693 /**
694  * Acquire additional reference to the given object. This function is used to
695  * attain additional reference. To acquire initial reference use
696  * lu_object_find().
697  */
698 static inline void lu_object_get(struct lu_object *o)
699 {
700         LASSERT(atomic_read(&o->lo_header->loh_ref) > 0);
701         atomic_inc(&o->lo_header->loh_ref);
702 }
703
704 /**
705  * Return true of object will not be cached after last reference to it is
706  * released.
707  */
708 static inline int lu_object_is_dying(const struct lu_object_header *h)
709 {
710         return test_bit(LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE, &h->loh_flags);
711 }
712
713 void lu_object_put(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
714
715 int lu_site_purge(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, int nr);
716
717 void lu_site_print(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, void *cookie,
718                    lu_printer_t printer);
719 struct lu_object *lu_object_find(const struct lu_env *env,
720                                  struct lu_device *dev, const struct lu_fid *f,
721                                  const struct lu_object_conf *conf);
722 struct lu_object *lu_object_find_at(const struct lu_env *env,
723                                     struct lu_device *dev,
724                                     const struct lu_fid *f,
725                                     const struct lu_object_conf *conf);
726 struct lu_object *lu_object_find_slice(const struct lu_env *env,
727                                        struct lu_device *dev,
728                                        const struct lu_fid *f,
729                                        const struct lu_object_conf *conf);
730 /** @} caching */
731
732 /** \name helpers
733  * Helpers.
734  * @{
735  */
736
737 /**
738  * First (topmost) sub-object of given compound object
739  */
740 static inline struct lu_object *lu_object_top(struct lu_object_header *h)
741 {
742         LASSERT(!list_empty(&h->loh_layers));
743         return container_of0(h->loh_layers.next, struct lu_object, lo_linkage);
744 }
745
746 /**
747  * Next sub-object in the layering
748  */
749 static inline struct lu_object *lu_object_next(const struct lu_object *o)
750 {
751         return container_of0(o->lo_linkage.next, struct lu_object, lo_linkage);
752 }
753
754 /**
755  * Pointer to the fid of this object.
756  */
757 static inline const struct lu_fid *lu_object_fid(const struct lu_object *o)
758 {
759         return &o->lo_header->loh_fid;
760 }
761
762 /**
763  * return device operations vector for this object
764  */
765 static const inline struct lu_device_operations *
766 lu_object_ops(const struct lu_object *o)
767 {
768         return o->lo_dev->ld_ops;
769 }
770
771 /**
772  * Given a compound object, find its slice, corresponding to the device type
773  * \a dtype.
774  */
775 struct lu_object *lu_object_locate(struct lu_object_header *h,
776                                    const struct lu_device_type *dtype);
777
778 struct lu_cdebug_print_info {
779         int         lpi_subsys;
780         int         lpi_mask;
781         const char *lpi_file;
782         const char *lpi_fn;
783         int         lpi_line;
784 };
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 #define DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(var, mask) \
793         struct lu_cdebug_print_info var = {     \
794                 .lpi_subsys = DEBUG_SUBSYSTEM,  \
795                 .lpi_mask   = (mask),           \
796                 .lpi_file   = __FILE__,         \
797                 .lpi_fn     = __FUNCTION__,     \
798                 .lpi_line   = __LINE__          \
799         }
800
801 /**
802  * Print object description followed by a user-supplied message.
803  */
804 #define LU_OBJECT_DEBUG(mask, env, object, format, ...)                 \
805 do {                                                                    \
806         static DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(__info, mask);              \
807                                                                         \
808         if (cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                       \
809                 lu_object_print(env, &__info, lu_cdebug_printer, object); \
810                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
811         }                                                               \
812 } while (0)
813
814 /**
815  * Print short object description followed by a user-supplied message.
816  */
817 #define LU_OBJECT_HEADER(mask, env, object, format, ...)                \
818 do {                                                                    \
819         static DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(__info, mask);              \
820                                                                         \
821         if (cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                       \
822                 lu_object_header_print(env, &__info, lu_cdebug_printer, \
823                                        (object)->lo_header);            \
824                 lu_cdebug_printer(env, &__info, "\n");                  \
825                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
826         }                                                               \
827 } while (0)
828
829 void lu_object_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
830                             lu_printer_t printer, const struct lu_object *o);
831 void lu_object_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
832                             lu_printer_t printer,
833                             const struct lu_object_header *hdr);
834
835 /**
836  * Check object consistency.
837  */
838 int lu_object_invariant(const struct lu_object *o);
839
840 void lu_stack_fini(const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
841
842 /**
843  * Returns 1 iff object @o exists on the stable storage,
844  * returns -1 iff object @o is on remote server.
845  */
846 static inline int lu_object_exists(const struct lu_object *o)
847 {
848         __u32 attr;
849
850         attr = o->lo_header->loh_attr;
851         if (attr & LOHA_REMOTE)
852                 return -1;
853         else if (attr & LOHA_EXISTS)
854                 return +1;
855         else
856                 return 0;
857 }
858
859 static inline int lu_object_assert_exists(const struct lu_object *o)
860 {
861         return lu_object_exists(o) != 0;
862 }
863
864 static inline int lu_object_assert_not_exists(const struct lu_object *o)
865 {
866         return lu_object_exists(o) <= 0;
867 }
868
869 /**
870  * Attr of this object.
871  */
872 static inline __u32 lu_object_attr(const struct lu_object *o)
873 {
874         LASSERT(lu_object_exists(o) > 0);
875         return o->lo_header->loh_attr;
876 }
877
878 static inline struct lu_ref_link *lu_object_ref_add(struct lu_object *o,
879                                                     const char *scope,
880                                                     const void *source)
881 {
882         return lu_ref_add(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
883 }
884
885 static inline void lu_object_ref_del(struct lu_object *o,
886                                      const char *scope, const void *source)
887 {
888         lu_ref_del(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
889 }
890
891 static inline void lu_object_ref_del_at(struct lu_object *o,
892                                         struct lu_ref_link *link,
893                                         const char *scope, const void *source)
894 {
895         lu_ref_del_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
896 }
897
898 struct lu_rdpg {
899         /* input params, should be filled out by mdt */
900         __u64                   rp_hash;        /* hash */
901         int                     rp_count;       /* count in bytes       */
902         int                     rp_npages;      /* number of pages      */
903         struct page           **rp_pages;       /* pointers to pages    */
904 };
905
906 enum lu_xattr_flags {
907         LU_XATTR_REPLACE = (1 << 0),
908         LU_XATTR_CREATE  = (1 << 1)
909 };
910
911 /** @} helpers */
912
913 /** \name lu_context
914  * @{ */
915
916 /** For lu_context health-checks */
917 enum lu_context_state {
918         LCS_INITIALIZED = 1,
919         LCS_ENTERED,
920         LCS_LEFT,
921         LCS_FINALIZED
922 };
923
924 /**
925  * lu_context. Execution context for lu_object methods. Currently associated
926  * with thread.
927  *
928  * All lu_object methods, except device and device type methods (called during
929  * system initialization and shutdown) are executed "within" some
930  * lu_context. This means, that pointer to some "current" lu_context is passed
931  * as an argument to all methods.
932  *
933  * All service ptlrpc threads create lu_context as part of their
934  * initialization. It is possible to create "stand-alone" context for other
935  * execution environments (like system calls).
936  *
937  * lu_object methods mainly use lu_context through lu_context_key interface
938  * that allows each layer to associate arbitrary pieces of data with each
939  * context (see pthread_key_create(3) for similar interface).
940  *
941  * On a client, lu_context is bound to a thread, see cl_env_get().
942  *
943  * \see lu_context_key
944  */
945 struct lu_context {
946         /**
947          * lu_context is used on the client side too. Yet we don't want to
948          * allocate values of server-side keys for the client contexts and
949          * vice versa.
950          *
951          * To achieve this, set of tags in introduced. Contexts and keys are
952          * marked with tags. Key value are created only for context whose set
953          * of tags has non-empty intersection with one for key. Tags are taken
954          * from enum lu_context_tag.
955          */
956         __u32                  lc_tags;
957         /**
958          * Pointer to the home service thread. NULL for other execution
959          * contexts.
960          */
961         struct ptlrpc_thread  *lc_thread;
962         /**
963          * Pointer to an array with key values. Internal implementation
964          * detail.
965          */
966         void                 **lc_value;
967         enum lu_context_state  lc_state;
968         /**
969          * Linkage into a list of all remembered contexts. Only
970          * `non-transient' contexts, i.e., ones created for service threads
971          * are placed here.
972          */
973         struct list_head       lc_remember;
974         /**
975          * Version counter used to skip calls to lu_context_refill() when no
976          * keys were registered.
977          */
978         unsigned               lc_version;
979         /**
980          * Debugging cookie.
981          */
982         unsigned               lc_cookie;
983 };
984
985 /**
986  * lu_context_key interface. Similar to pthread_key.
987  */
988
989 enum lu_context_tag {
990         /**
991          * Thread on md server
992          */
993         LCT_MD_THREAD = 1 << 0,
994         /**
995          * Thread on dt server
996          */
997         LCT_DT_THREAD = 1 << 1,
998         /**
999          * Context for transaction handle
1000          */
1001         LCT_TX_HANDLE = 1 << 2,
1002         /**
1003          * Thread on client
1004          */
1005         LCT_CL_THREAD = 1 << 3,
1006         /**
1007          * A per-request session on a server, and a per-system-call session on
1008          * a client.
1009          */
1010         LCT_SESSION   = 1 << 4,
1011
1012         /**
1013          * Set when at least one of keys, having values in this context has
1014          * non-NULL lu_context_key::lct_exit() method. This is used to
1015          * optimize lu_context_exit() call.
1016          */
1017         LCT_HAS_EXIT  = 1 << 28,
1018         /**
1019          * Don't add references for modules creating key values in that context.
1020          * This is only for contexts used internally by lu_object framework.
1021          */
1022         LCT_NOREF     = 1 << 29,
1023         /**
1024          * Key is being prepared for retiring, don't create new values for it.
1025          */
1026         LCT_QUIESCENT = 1 << 30,
1027         /**
1028          * Context should be remembered.
1029          */
1030         LCT_REMEMBER  = 1 << 31,
1031         /**
1032          * Contexts usable in cache shrinker thread.
1033          */
1034         LCT_SHRINKER  = LCT_MD_THREAD|LCT_DT_THREAD|LCT_CL_THREAD|LCT_NOREF
1035 };
1036
1037 /**
1038  * Key. Represents per-context value slot.
1039  *
1040  * Keys are usually registered when module owning the key is initialized, and
1041  * de-registered when module is unloaded. Once key is registered, all new
1042  * contexts with matching tags, will get key value. "Old" contexts, already
1043  * initialized at the time of key registration, can be forced to get key value
1044  * by calling lu_context_refill().
1045  *
1046  * Every key value is counted in lu_context_key::lct_used and acquires a
1047  * reference on an owning module. This means, that all key values have to be
1048  * destroyed before module can be unloaded. This is usually achieved by
1049  * stopping threads started by the module, that created contexts in their
1050  * entry functions. Situation is complicated by the threads shared by multiple
1051  * modules, like ptlrpcd daemon on a client. To work around this problem,
1052  * contexts, created in such threads, are `remembered' (see
1053  * LCT_REMEMBER)---i.e., added into a global list. When module is preparing
1054  * for unloading it does the following:
1055  *
1056  *     - marks its keys as `quiescent' (lu_context_tag::LCT_QUIESCENT)
1057  *       preventing new key values from being allocated in the new contexts,
1058  *       and
1059  *
1060  *     - scans a list of remembered contexts, destroying values of module
1061  *       keys, thus releasing references to the module.
1062  *
1063  * This is done by lu_context_key_quiesce(). If module is re-activated
1064  * before key has been de-registered, lu_context_key_revive() call clears
1065  * `quiescent' marker.
1066  *
1067  * lu_context code doesn't provide any internal synchronization for these
1068  * activities---it's assumed that startup (including threads start-up) and
1069  * shutdown are serialized by some external means.
1070  *
1071  * \see lu_context
1072  */
1073 struct lu_context_key {
1074         /**
1075          * Set of tags for which values of this key are to be instantiated.
1076          */
1077         __u32 lct_tags;
1078         /**
1079          * Value constructor. This is called when new value is created for a
1080          * context. Returns pointer to new value of error pointer.
1081          */
1082         void  *(*lct_init)(const struct lu_context *ctx,
1083                            struct lu_context_key *key);
1084         /**
1085          * Value destructor. Called when context with previously allocated
1086          * value of this slot is destroyed. \a data is a value that was returned
1087          * by a matching call to lu_context_key::lct_init().
1088          */
1089         void   (*lct_fini)(const struct lu_context *ctx,
1090                            struct lu_context_key *key, void *data);
1091         /**
1092          * Optional method called on lu_context_exit() for all allocated
1093          * keys. Can be used by debugging code checking that locks are
1094          * released, etc.
1095          */
1096         void   (*lct_exit)(const struct lu_context *ctx,
1097                            struct lu_context_key *key, void *data);
1098         /**
1099          * Internal implementation detail: index within lu_context::lc_value[]
1100          * reserved for this key.
1101          */
1102         int      lct_index;
1103         /**
1104          * Internal implementation detail: number of values created for this
1105          * key.
1106          */
1107         atomic_t lct_used;
1108         /**
1109          * Internal implementation detail: module for this key.
1110          */
1111         struct module *lct_owner;
1112         /**
1113          * References to this key. For debugging.
1114          */
1115         struct lu_ref  lct_reference;
1116 };
1117
1118 #define LU_KEY_INIT(mod, type)                                    \
1119         static void* mod##_key_init(const struct lu_context *ctx, \
1120                                     struct lu_context_key *key)   \
1121         {                                                         \
1122                 type *value;                                      \
1123                                                                   \
1124                 CLASSERT(CFS_PAGE_SIZE >= sizeof (*value));       \
1125                                                                   \
1126                 OBD_ALLOC_PTR(value);                             \
1127                 if (value == NULL)                                \
1128                         value = ERR_PTR(-ENOMEM);                 \
1129                                                                   \
1130                 return value;                                     \
1131         }                                                         \
1132         struct __##mod##__dummy_init {;} /* semicolon catcher */
1133
1134 #define LU_KEY_FINI(mod, type)                                              \
1135         static void mod##_key_fini(const struct lu_context *ctx,            \
1136                                     struct lu_context_key *key, void* data) \
1137         {                                                                   \
1138                 type *info = data;                                          \
1139                                                                             \
1140                 OBD_FREE_PTR(info);                                         \
1141         }                                                                   \
1142         struct __##mod##__dummy_fini {;} /* semicolon catcher */
1143
1144 #define LU_KEY_INIT_FINI(mod, type)   \
1145         LU_KEY_INIT(mod,type);        \
1146         LU_KEY_FINI(mod,type)
1147
1148 #define LU_CONTEXT_KEY_DEFINE(mod, tags)                \
1149         struct lu_context_key mod##_thread_key = {      \
1150                 .lct_tags = tags,                       \
1151                 .lct_init = mod##_key_init,             \
1152                 .lct_fini = mod##_key_fini              \
1153         }
1154
1155 #define LU_CONTEXT_KEY_INIT(key)                        \
1156 do {                                                    \
1157         (key)->lct_owner = THIS_MODULE;                 \
1158 } while (0)
1159
1160 int   lu_context_key_register(struct lu_context_key *key);
1161 void  lu_context_key_degister(struct lu_context_key *key);
1162 void *lu_context_key_get     (const struct lu_context *ctx,
1163                                const struct lu_context_key *key);
1164 void  lu_context_key_quiesce (struct lu_context_key *key);
1165 void  lu_context_key_revive  (struct lu_context_key *key);
1166
1167
1168 /*
1169  * LU_KEY_INIT_GENERIC() has to be a macro to correctly determine an
1170  * owning module.
1171  */
1172
1173 #define LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1174         static void mod##_key_init_generic(struct lu_context_key *k, ...) \
1175         {                                                               \
1176                 struct lu_context_key *key = k;                         \
1177                 va_list args;                                           \
1178                                                                         \
1179                 va_start(args, k);                                      \
1180                 do {                                                    \
1181                         LU_CONTEXT_KEY_INIT(key);                       \
1182                         key = va_arg(args, struct lu_context_key *);    \
1183                 } while (key != NULL);                                  \
1184                 va_end(args);                                           \
1185         }
1186
1187 #define LU_TYPE_INIT(mod, ...)                                          \
1188         LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1189         static int mod##_type_init(struct lu_device_type *t)            \
1190         {                                                               \
1191                 mod##_key_init_generic(__VA_ARGS__, NULL);              \
1192                 return lu_context_key_register_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1193         }                                                               \
1194         struct __##mod##_dummy_type_init {;}
1195
1196 #define LU_TYPE_FINI(mod, ...)                                          \
1197         static void mod##_type_fini(struct lu_device_type *t)           \
1198         {                                                               \
1199                 lu_context_key_degister_many(__VA_ARGS__, NULL);        \
1200         }                                                               \
1201         struct __##mod##_dummy_type_fini {;}
1202
1203 #define LU_TYPE_START(mod, ...)                                 \
1204         static void mod##_type_start(struct lu_device_type *t)  \
1205         {                                                       \
1206                 lu_context_key_revive_many(__VA_ARGS__, NULL);  \
1207         }                                                       \
1208         struct __##mod##_dummy_type_start {;}
1209
1210 #define LU_TYPE_STOP(mod, ...)                                  \
1211         static void mod##_type_stop(struct lu_device_type *t)   \
1212         {                                                       \
1213                 lu_context_key_quiesce_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1214         }                                                       \
1215         struct __##mod##_dummy_type_stop {;}
1216
1217
1218
1219 #define LU_TYPE_INIT_FINI(mod, ...)             \
1220         LU_TYPE_INIT(mod, __VA_ARGS__);         \
1221         LU_TYPE_FINI(mod, __VA_ARGS__);         \
1222         LU_TYPE_START(mod, __VA_ARGS__);        \
1223         LU_TYPE_STOP(mod, __VA_ARGS__)
1224
1225 int   lu_context_init  (struct lu_context *ctx, __u32 tags);
1226 void  lu_context_fini  (struct lu_context *ctx);
1227 void  lu_context_enter (struct lu_context *ctx);
1228 void  lu_context_exit  (struct lu_context *ctx);
1229 int   lu_context_refill(struct lu_context *ctx);
1230
1231 /*
1232  * Helper functions to operate on multiple keys. These are used by the default
1233  * device type operations, defined by LU_TYPE_INIT_FINI().
1234  */
1235
1236 int  lu_context_key_register_many(struct lu_context_key *k, ...);
1237 void lu_context_key_degister_many(struct lu_context_key *k, ...);
1238 void lu_context_key_revive_many  (struct lu_context_key *k, ...);
1239 void lu_context_key_quiesce_many (struct lu_context_key *k, ...);
1240
1241 /**
1242  * Environment.
1243  */
1244 struct lu_env {
1245         /**
1246          * "Local" context, used to store data instead of stack.
1247          */
1248         struct lu_context  le_ctx;
1249         /**
1250          * "Session" context for per-request data.
1251          */
1252         struct lu_context *le_ses;
1253 };
1254
1255 int  lu_env_init  (struct lu_env *env, __u32 tags);
1256 void lu_env_fini  (struct lu_env *env);
1257 int  lu_env_refill(struct lu_env *env);
1258
1259 /** @} lu_context */
1260
1261 /**
1262  * Output site statistical counters into a buffer. Suitable for
1263  * ll_rd_*()-style functions.
1264  */
1265 int lu_site_stats_print(const struct lu_site *s, char *page, int count);
1266
1267 /**
1268  * Common name structure to be passed around for various name related methods.
1269  */
1270 struct lu_name {
1271         char    *ln_name;
1272         int      ln_namelen;
1273 };
1274
1275 /**
1276  * Common buffer structure to be passed around for various xattr_{s,g}et()
1277  * methods.
1278  */
1279 struct lu_buf {
1280         void   *lb_buf;
1281         ssize_t lb_len;
1282 };
1283
1284 /** null buffer */
1285 extern struct lu_buf LU_BUF_NULL;
1286
1287 #define DLUBUF "(%p %z)"
1288 #define PLUBUF(buf) (buf)->lb_buf, (buf)->lb_len
1289 /**
1290  * One-time initializers, called at obdclass module initialization, not
1291  * exported.
1292  */
1293
1294 /**
1295  * Initialization of global lu_* data.
1296  */
1297 int lu_global_init(void);
1298
1299 /**
1300  * Dual to lu_global_init().
1301  */
1302 void lu_global_fini(void);
1303
1304 enum {
1305         LU_TIME_FIND_LOOKUP,
1306         LU_TIME_FIND_ALLOC,
1307         LU_TIME_FIND_INSERT,
1308         LU_TIME_NR
1309 };
1310
1311 extern const char *lu_time_names[LU_TIME_NR];
1312
1313 struct lu_kmem_descr {
1314         cfs_mem_cache_t **ckd_cache;
1315         const char       *ckd_name;
1316         const size_t      ckd_size;
1317 };
1318
1319 int  lu_kmem_init(struct lu_kmem_descr *caches);
1320 void lu_kmem_fini(struct lu_kmem_descr *caches);
1321
1322 /** @} lu */
1323
1324 #endif /* __LUSTRE_LU_OBJECT_H */