Whamcloud - gitweb
9dd557f3c1353c2c911a29e6d200cca9af2e47ce
[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          * Wait-queue signaled when an object in this site is ultimately
613          * destroyed (lu_object_free()). It is used by lu_object_find() to
614          * wait before re-trying when object in the process of destruction is
615          * found in the hash table.
616          *
617          * If having a single wait-queue turns out to be a problem, a
618          * wait-queue per hash-table bucket can be easily implemented.
619          *
620          * \see htable_lookup().
621          */
622         cfs_waitq_t           ls_marche_funebre;
623
624         /** statistical counters. Protected by nothing, races are accepted. */
625         struct {
626                 __u32 s_created;
627                 __u32 s_cache_hit;
628                 __u32 s_cache_miss;
629                 /**
630                  * Number of hash-table entry checks made.
631                  *
632                  *       ->s_cache_check / (->s_cache_miss + ->s_cache_hit)
633                  *
634                  * is an average number of hash slots inspected during single
635                  * lookup.
636                  */
637                 __u32 s_cache_check;
638                 /** Races with cache insertions. */
639                 __u32 s_cache_race;
640                 /**
641                  * Races with object destruction.
642                  *
643                  * \see lu_site::ls_marche_funebre.
644                  */
645                 __u32 s_cache_death_race;
646                 __u32 s_lru_purged;
647         } ls_stats;
648
649         /**
650          * Linkage into global list of sites.
651          */
652         struct list_head      ls_linkage;
653         struct lprocfs_stats *ls_time_stats;
654 };
655
656 /** \name ctors
657  * Constructors/destructors.
658  * @{
659  */
660
661 int  lu_site_init         (struct lu_site *s, struct lu_device *d);
662 void lu_site_fini         (struct lu_site *s);
663 int  lu_site_init_finish  (struct lu_site *s);
664 void lu_stack_fini        (const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
665 void lu_device_get        (struct lu_device *d);
666 void lu_device_put        (struct lu_device *d);
667 int  lu_device_init       (struct lu_device *d, struct lu_device_type *t);
668 void lu_device_fini       (struct lu_device *d);
669 int lu_object_header_init(struct lu_object_header *h);
670 void lu_object_header_fini(struct lu_object_header *h);
671 int  lu_object_init       (struct lu_object *o,
672                    struct lu_object_header *h, struct lu_device *d);
673 void lu_object_fini       (struct lu_object *o);
674 void lu_object_add_top    (struct lu_object_header *h, struct lu_object *o);
675 void lu_object_add        (struct lu_object *before, struct lu_object *o);
676
677 /**
678  * Helpers to initialize and finalize device types.
679  */
680
681 int  lu_device_type_init(struct lu_device_type *ldt);
682 void lu_device_type_fini(struct lu_device_type *ldt);
683 void lu_types_stop(void);
684
685 /** @} ctors */
686
687 /** \name caching
688  * Caching and reference counting.
689  * @{
690  */
691
692 /**
693  * Acquire additional reference to the given object. This function is used to
694  * attain additional reference. To acquire initial reference use
695  * lu_object_find().
696  */
697 static inline void lu_object_get(struct lu_object *o)
698 {
699         LASSERT(atomic_read(&o->lo_header->loh_ref) > 0);
700         atomic_inc(&o->lo_header->loh_ref);
701 }
702
703 /**
704  * Return true of object will not be cached after last reference to it is
705  * released.
706  */
707 static inline int lu_object_is_dying(const struct lu_object_header *h)
708 {
709         return test_bit(LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE, &h->loh_flags);
710 }
711
712 void lu_object_put(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
713
714 int lu_site_purge(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, int nr);
715
716 void lu_site_print(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, void *cookie,
717                    lu_printer_t printer);
718 struct lu_object *lu_object_find(const struct lu_env *env,
719                                  struct lu_device *dev, const struct lu_fid *f,
720                                  const struct lu_object_conf *conf);
721 struct lu_object *lu_object_find_at(const struct lu_env *env,
722                                     struct lu_device *dev,
723                                     const struct lu_fid *f,
724                                     const struct lu_object_conf *conf);
725 struct lu_object *lu_object_find_slice(const struct lu_env *env,
726                                        struct lu_device *dev,
727                                        const struct lu_fid *f,
728                                        const struct lu_object_conf *conf);
729 /** @} caching */
730
731 /** \name helpers
732  * Helpers.
733  * @{
734  */
735
736 /**
737  * First (topmost) sub-object of given compound object
738  */
739 static inline struct lu_object *lu_object_top(struct lu_object_header *h)
740 {
741         LASSERT(!list_empty(&h->loh_layers));
742         return container_of0(h->loh_layers.next, struct lu_object, lo_linkage);
743 }
744
745 /**
746  * Next sub-object in the layering
747  */
748 static inline struct lu_object *lu_object_next(const struct lu_object *o)
749 {
750         return container_of0(o->lo_linkage.next, struct lu_object, lo_linkage);
751 }
752
753 /**
754  * Pointer to the fid of this object.
755  */
756 static inline const struct lu_fid *lu_object_fid(const struct lu_object *o)
757 {
758         return &o->lo_header->loh_fid;
759 }
760
761 /**
762  * return device operations vector for this object
763  */
764 static const inline struct lu_device_operations *
765 lu_object_ops(const struct lu_object *o)
766 {
767         return o->lo_dev->ld_ops;
768 }
769
770 /**
771  * Given a compound object, find its slice, corresponding to the device type
772  * \a dtype.
773  */
774 struct lu_object *lu_object_locate(struct lu_object_header *h,
775                                    const struct lu_device_type *dtype);
776
777 struct lu_cdebug_print_info {
778         int         lpi_subsys;
779         int         lpi_mask;
780         const char *lpi_file;
781         const char *lpi_fn;
782         int         lpi_line;
783 };
784
785 /**
786  * Printer function emitting messages through libcfs_debug_msg().
787  */
788 int lu_cdebug_printer(const struct lu_env *env,
789                       void *cookie, const char *format, ...);
790
791 #define DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(var, mask) \
792         struct lu_cdebug_print_info var = {     \
793                 .lpi_subsys = DEBUG_SUBSYSTEM,  \
794                 .lpi_mask   = (mask),           \
795                 .lpi_file   = __FILE__,         \
796                 .lpi_fn     = __FUNCTION__,     \
797                 .lpi_line   = __LINE__          \
798         }
799
800 /**
801  * Print object description followed by a user-supplied message.
802  */
803 #define LU_OBJECT_DEBUG(mask, env, object, format, ...)                 \
804 ({                                                                      \
805         static DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(__info, mask);              \
806                                                                         \
807         if (cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                       \
808         lu_object_print(env, &__info, lu_cdebug_printer, object);       \
809         CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                          \
810         }                                                               \
811 })
812
813 /**
814  * Print short object description followed by a user-supplied message.
815  */
816 #define LU_OBJECT_HEADER(mask, env, object, format, ...)                \
817 ({                                                                      \
818         static DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(__info, mask);              \
819                                                                         \
820         if (cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                       \
821                 lu_object_header_print(env, &__info, lu_cdebug_printer, \
822                                        (object)->lo_header);            \
823                 lu_cdebug_printer(env, &__info, "\n");                  \
824                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
825         }                                                               \
826 })
827
828 void lu_object_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
829                      lu_printer_t printer, const struct lu_object *o);
830 void lu_object_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
831                             lu_printer_t printer,
832                             const struct lu_object_header *hdr);
833
834 /**
835  * Check object consistency.
836  */
837 int lu_object_invariant(const struct lu_object *o);
838
839 void lu_stack_fini(const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
840
841 /**
842  * Returns 1 iff object @o exists on the stable storage,
843  * returns -1 iff object @o is on remote server.
844  */
845 static inline int lu_object_exists(const struct lu_object *o)
846 {
847         __u32 attr;
848
849         attr = o->lo_header->loh_attr;
850         if (attr & LOHA_REMOTE)
851                 return -1;
852         else if (attr & LOHA_EXISTS)
853                 return +1;
854         else
855                 return 0;
856 }
857
858 static inline int lu_object_assert_exists(const struct lu_object *o)
859 {
860         return lu_object_exists(o) != 0;
861 }
862
863 static inline int lu_object_assert_not_exists(const struct lu_object *o)
864 {
865         return lu_object_exists(o) <= 0;
866 }
867
868 /**
869  * Attr of this object.
870  */
871 static inline __u32 lu_object_attr(const struct lu_object *o)
872 {
873         LASSERT(lu_object_exists(o) > 0);
874         return o->lo_header->loh_attr;
875 }
876
877 static inline struct lu_ref_link *lu_object_ref_add(struct lu_object *o,
878                                                     const char *scope,
879                                                     const void *source)
880 {
881         return lu_ref_add(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
882 }
883
884 static inline void lu_object_ref_del(struct lu_object *o,
885                                      const char *scope, const void *source)
886 {
887         lu_ref_del(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
888 }
889
890 static inline void lu_object_ref_del_at(struct lu_object *o,
891                                         struct lu_ref_link *link,
892                                         const char *scope, const void *source)
893 {
894         lu_ref_del_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
895 }
896
897 struct lu_rdpg {
898         /* input params, should be filled out by mdt */
899         __u64                   rp_hash;        /* hash */
900         int                     rp_count;       /* count in bytes       */
901         int                     rp_npages;      /* number of pages      */
902         struct page           **rp_pages;       /* pointers to pages    */
903 };
904
905 enum lu_xattr_flags {
906         LU_XATTR_REPLACE = (1 << 0),
907         LU_XATTR_CREATE  = (1 << 1)
908 };
909
910 /** @} helpers */
911
912 /** \name lu_context
913  * @{ */
914
915 /** For lu_context health-checks */
916 enum lu_context_state {
917         LCS_INITIALIZED = 1,
918         LCS_ENTERED,
919         LCS_LEFT,
920         LCS_FINALIZED
921 };
922
923 /**
924  * lu_context. Execution context for lu_object methods. Currently associated
925  * with thread.
926  *
927  * All lu_object methods, except device and device type methods (called during
928  * system initialization and shutdown) are executed "within" some
929  * lu_context. This means, that pointer to some "current" lu_context is passed
930  * as an argument to all methods.
931  *
932  * All service ptlrpc threads create lu_context as part of their
933  * initialization. It is possible to create "stand-alone" context for other
934  * execution environments (like system calls).
935  *
936  * lu_object methods mainly use lu_context through lu_context_key interface
937  * that allows each layer to associate arbitrary pieces of data with each
938  * context (see pthread_key_create(3) for similar interface).
939  *
940  * On a client, lu_context is bound to a thread, see cl_env_get().
941  *
942  * \see lu_context_key
943  */
944 struct lu_context {
945         /**
946          * lu_context is used on the client side too. Yet we don't want to
947          * allocate values of server-side keys for the client contexts and
948          * vice versa.
949          *
950          * To achieve this, set of tags in introduced. Contexts and keys are
951          * marked with tags. Key value are created only for context whose set
952          * of tags has non-empty intersection with one for key. Tags are taken
953          * from enum lu_context_tag.
954          */
955         __u32                  lc_tags;
956         /**
957          * Pointer to the home service thread. NULL for other execution
958          * contexts.
959          */
960         struct ptlrpc_thread  *lc_thread;
961         /**
962          * Pointer to an array with key values. Internal implementation
963          * detail.
964          */
965         void                 **lc_value;
966         enum lu_context_state  lc_state;
967         /**
968          * Linkage into a list of all remembered contexts. Only
969          * `non-transient' contexts, i.e., ones created for service threads
970          * are placed here.
971          */
972         struct list_head       lc_remember;
973         /**
974          * Version counter used to skip calls to lu_context_refill() when no
975          * keys were registered.
976          */
977         unsigned               lc_version;
978 };
979
980 /**
981  * lu_context_key interface. Similar to pthread_key.
982  */
983
984 enum lu_context_tag {
985         /**
986          * Thread on md server
987          */
988         LCT_MD_THREAD = 1 << 0,
989         /**
990          * Thread on dt server
991          */
992         LCT_DT_THREAD = 1 << 1,
993         /**
994          * Context for transaction handle
995          */
996         LCT_TX_HANDLE = 1 << 2,
997         /**
998          * Thread on client
999          */
1000         LCT_CL_THREAD = 1 << 3,
1001         /**
1002          * A per-request session on a server, and a per-system-call session on
1003          * a client.
1004          */
1005         LCT_SESSION   = 1 << 4,
1006
1007         /**
1008          * Set when at least one of keys, having values in this context has
1009          * non-NULL lu_context_key::lct_exit() method. This is used to
1010          * optimize lu_context_exit() call.
1011          */
1012         LCT_HAS_EXIT  = 1 << 28,
1013         /**
1014          * Don't add references for modules creating key values in that context.
1015          * This is only for contexts used internally by lu_object framework.
1016          */
1017         LCT_NOREF     = 1 << 29,
1018         /**
1019          * Key is being prepared for retiring, don't create new values for it.
1020          */
1021         LCT_QUIESCENT = 1 << 30,
1022         /**
1023          * Context should be remembered.
1024          */
1025         LCT_REMEMBER  = 1 << 31,
1026         /**
1027          * Contexts usable in cache shrinker thread.
1028          */
1029         LCT_SHRINKER  = LCT_MD_THREAD|LCT_DT_THREAD|LCT_CL_THREAD|LCT_NOREF
1030 };
1031
1032 /**
1033  * Key. Represents per-context value slot.
1034  *
1035  * Keys are usually registered when module owning the key is initialized, and
1036  * de-registered when module is unloaded. Once key is registered, all new
1037  * contexts with matching tags, will get key value. "Old" contexts, already
1038  * initialized at the time of key registration, can be forced to get key value
1039  * by calling lu_context_refill().
1040  *
1041  * Every key value is counted in lu_context_key::lct_used and acquires a
1042  * reference on an owning module. This means, that all key values have to be
1043  * destroyed before module can be unloaded. This is usually achieved by
1044  * stopping threads started by the module, that created contexts in their
1045  * entry functions. Situation is complicated by the threads shared by multiple
1046  * modules, like ptlrpcd daemon on a client. To work around this problem,
1047  * contexts, created in such threads, are `remembered' (see
1048  * LCT_REMEMBER)---i.e., added into a global list. When module is preparing
1049  * for unloading it does the following:
1050  *
1051  *     - marks its keys as `quiescent' (lu_context_tag::LCT_QUIESCENT)
1052  *       preventing new key values from being allocated in the new contexts,
1053  *       and
1054  *
1055  *     - scans a list of remembered contexts, destroying values of module
1056  *       keys, thus releasing references to the module.
1057  *
1058  * This is done by lu_context_key_quiesce(). If module is re-activated
1059  * before key has been de-registered, lu_context_key_revive() call clears
1060  * `quiescent' marker.
1061  *
1062  * lu_context code doesn't provide any internal synchronization for these
1063  * activities---it's assumed that startup (including threads start-up) and
1064  * shutdown are serialized by some external means.
1065  *
1066  * \see lu_context
1067  */
1068 struct lu_context_key {
1069         /**
1070          * Set of tags for which values of this key are to be instantiated.
1071          */
1072         __u32 lct_tags;
1073         /**
1074          * Value constructor. This is called when new value is created for a
1075          * context. Returns pointer to new value of error pointer.
1076          */
1077         void  *(*lct_init)(const struct lu_context *ctx,
1078                            struct lu_context_key *key);
1079         /**
1080          * Value destructor. Called when context with previously allocated
1081          * value of this slot is destroyed. \a data is a value that was returned
1082          * by a matching call to lu_context_key::lct_init().
1083          */
1084         void   (*lct_fini)(const struct lu_context *ctx,
1085                            struct lu_context_key *key, void *data);
1086         /**
1087          * Optional method called on lu_context_exit() for all allocated
1088          * keys. Can be used by debugging code checking that locks are
1089          * released, etc.
1090          */
1091         void   (*lct_exit)(const struct lu_context *ctx,
1092                            struct lu_context_key *key, void *data);
1093         /**
1094          * Internal implementation detail: index within lu_context::lc_value[]
1095          * reserved for this key.
1096          */
1097         int      lct_index;
1098         /**
1099          * Internal implementation detail: number of values created for this
1100          * key.
1101          */
1102         atomic_t lct_used;
1103         /**
1104          * Internal implementation detail: module for this key.
1105          */
1106         struct module *lct_owner;
1107         /**
1108          * References to this key. For debugging.
1109          */
1110         struct lu_ref  lct_reference;
1111 };
1112
1113 #define LU_KEY_INIT(mod, type)                                    \
1114         static void* mod##_key_init(const struct lu_context *ctx, \
1115                                     struct lu_context_key *key)   \
1116         {                                                         \
1117                 type *value;                                      \
1118                                                                   \
1119                 CLASSERT(CFS_PAGE_SIZE >= sizeof (*value));       \
1120                                                                   \
1121                 OBD_ALLOC_PTR(value);                             \
1122                 if (value == NULL)                                \
1123                         value = ERR_PTR(-ENOMEM);                 \
1124                                                                   \
1125                 return value;                                     \
1126         }                                                         \
1127         struct __##mod##__dummy_init {;} /* semicolon catcher */
1128
1129 #define LU_KEY_FINI(mod, type)                                              \
1130         static void mod##_key_fini(const struct lu_context *ctx,            \
1131                                     struct lu_context_key *key, void* data) \
1132         {                                                                   \
1133                 type *info = data;                                          \
1134                                                                             \
1135                 OBD_FREE_PTR(info);                                         \
1136         }                                                                   \
1137         struct __##mod##__dummy_fini {;} /* semicolon catcher */
1138
1139 #define LU_KEY_INIT_FINI(mod, type)   \
1140         LU_KEY_INIT(mod,type);        \
1141         LU_KEY_FINI(mod,type)
1142
1143 #define LU_CONTEXT_KEY_DEFINE(mod, tags)                \
1144         struct lu_context_key mod##_thread_key = {      \
1145                 .lct_tags = tags,                       \
1146                 .lct_init = mod##_key_init,             \
1147                 .lct_fini = mod##_key_fini              \
1148         }
1149
1150 #define LU_CONTEXT_KEY_INIT(key)                        \
1151 do {                                                    \
1152         (key)->lct_owner = THIS_MODULE;                 \
1153 } while (0)
1154
1155 int   lu_context_key_register(struct lu_context_key *key);
1156 void  lu_context_key_degister(struct lu_context_key *key);
1157 void *lu_context_key_get     (const struct lu_context *ctx,
1158                                const struct lu_context_key *key);
1159 void  lu_context_key_quiesce (struct lu_context_key *key);
1160 void  lu_context_key_revive  (struct lu_context_key *key);
1161
1162
1163 /*
1164  * LU_KEY_INIT_GENERIC() has to be a macro to correctly determine an
1165  * owning module.
1166  */
1167
1168 #define LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1169         static void mod##_key_init_generic(struct lu_context_key *k, ...) \
1170         {                                                                        \
1171                 struct lu_context_key *key = k;                         \
1172                 va_list args;                                                    \
1173                                                                                  \
1174                 va_start(args, k);                                               \
1175                 do {                                                             \
1176                         LU_CONTEXT_KEY_INIT(key);                                \
1177                         key = va_arg(args, struct lu_context_key *);    \
1178                 } while (key != NULL);                                           \
1179                 va_end(args);                                                    \
1180         }
1181
1182 #define LU_TYPE_INIT(mod, ...)                                         \
1183         LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1184         static int mod##_type_init(struct lu_device_type *t)           \
1185         {                                                              \
1186                 mod##_key_init_generic(__VA_ARGS__, NULL);              \
1187                 return lu_context_key_register_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1188         }                                                              \
1189         struct __##mod##_dummy_type_init {;}
1190
1191 #define LU_TYPE_FINI(mod, ...)                                         \
1192         static void mod##_type_fini(struct lu_device_type *t)          \
1193         {                                                              \
1194                 lu_context_key_degister_many(__VA_ARGS__, NULL);        \
1195         }                                                              \
1196         struct __##mod##_dummy_type_fini {;}
1197
1198 #define LU_TYPE_START(mod, ...)                                 \
1199         static void mod##_type_start(struct lu_device_type *t)  \
1200         {                                                       \
1201         }                                                       \
1202         struct __##mod##_dummy_type_start {;}
1203
1204 #define LU_TYPE_STOP(mod, ...)                                  \
1205         static void mod##_type_stop(struct lu_device_type *t)   \
1206         {                                                       \
1207         }                                                       \
1208         struct __##mod##_dummy_type_stop {;}
1209
1210
1211
1212 #define LU_TYPE_INIT_FINI(mod, ...)                                 \
1213         LU_TYPE_INIT(mod, __VA_ARGS__);                             \
1214         LU_TYPE_FINI(mod, __VA_ARGS__);         \
1215         LU_TYPE_START(mod, __VA_ARGS__);        \
1216         LU_TYPE_STOP(mod, __VA_ARGS__)
1217
1218 int   lu_context_init  (struct lu_context *ctx, __u32 tags);
1219 void  lu_context_fini  (struct lu_context *ctx);
1220 void  lu_context_enter (struct lu_context *ctx);
1221 void  lu_context_exit  (struct lu_context *ctx);
1222 int   lu_context_refill(struct lu_context *ctx);
1223
1224 /*
1225  * Helper functions to operate on multiple keys. These are used by the default
1226  * device type operations, defined by LU_TYPE_INIT_FINI().
1227  */
1228
1229 int  lu_context_key_register_many(struct lu_context_key *k, ...);
1230 void lu_context_key_degister_many(struct lu_context_key *k, ...);
1231 void lu_context_key_revive_many  (struct lu_context_key *k, ...);
1232 void lu_context_key_quiesce_many (struct lu_context_key *k, ...);
1233
1234 /**
1235  * Environment.
1236  */
1237 struct lu_env {
1238         /**
1239          * "Local" context, used to store data instead of stack.
1240          */
1241         struct lu_context  le_ctx;
1242         /**
1243          * "Session" context for per-request data.
1244          */
1245         struct lu_context *le_ses;
1246 };
1247
1248 int  lu_env_init(struct lu_env *env, struct lu_context *ses, __u32 tags);
1249 void lu_env_fini(struct lu_env *env);
1250
1251 /** @} lu_context */
1252
1253 /**
1254  * Output site statistical counters into a buffer. Suitable for
1255  * ll_rd_*()-style functions.
1256  */
1257 int lu_site_stats_print(const struct lu_site *s, char *page, int count);
1258
1259 /**
1260  * Common name structure to be passed around for various name related methods.
1261  */
1262 struct lu_name {
1263         char    *ln_name;
1264         int      ln_namelen;
1265 };
1266
1267 /**
1268  * Common buffer structure to be passed around for various xattr_{s,g}et()
1269  * methods.
1270  */
1271 struct lu_buf {
1272         void   *lb_buf;
1273         ssize_t lb_len;
1274 };
1275
1276 /** null buffer */
1277 extern struct lu_buf LU_BUF_NULL;
1278
1279 #define DLUBUF "(%p %z)"
1280 #define PLUBUF(buf) (buf)->lb_buf, (buf)->lb_len
1281 /**
1282  * One-time initializers, called at obdclass module initialization, not
1283  * exported.
1284  */
1285
1286 /**
1287  * Initialization of global lu_* data.
1288  */
1289 int lu_global_init(void);
1290
1291 /**
1292  * Dual to lu_global_init().
1293  */
1294 void lu_global_fini(void);
1295
1296 enum {
1297         LU_TIME_FIND_LOOKUP,
1298         LU_TIME_FIND_ALLOC,
1299         LU_TIME_FIND_INSERT,
1300         LU_TIME_NR
1301 };
1302
1303 extern const char *lu_time_names[LU_TIME_NR];
1304
1305 struct lu_kmem_descr {
1306         cfs_mem_cache_t **ckd_cache;
1307         const char       *ckd_name;
1308         const size_t      ckd_size;
1309 };
1310
1311 int  lu_kmem_init(struct lu_kmem_descr *caches);
1312 void lu_kmem_fini(struct lu_kmem_descr *caches);
1313
1314 /** @} lu */
1315
1316 #endif /* __LUSTRE_LU_OBJECT_H */