Whamcloud - gitweb
f431e0b4a5d2c3bc985f35c29c4e759def937c94
[fs/lustre-release.git] / lustre / include / lu_object.h
1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; indent-tabs-mode: nil; -*-
2  * vim:expandtab:shiftwidth=8:tabstop=8:
3  *
4  * GPL HEADER START
5  *
6  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
10  * as published by the Free Software Foundation.
11  *
12  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
13  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
16  * in the LICENSE file that accompanied this code).
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * version 2 along with this program; If not, see
20  * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
21  *
22  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
23  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
24  * have any questions.
25  *
26  * GPL HEADER END
27  */
28 /*
29  * Copyright (c) 2007, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
30  * Use is subject to license terms.
31  */
32 /*
33  * Copyright (c) 2011 Whamcloud, Inc.
34  */
35 /*
36  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
37  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
38  */
39
40 #ifndef __LUSTRE_LU_OBJECT_H
41 #define __LUSTRE_LU_OBJECT_H
42
43 #include <stdarg.h>
44
45 /*
46  * struct lu_fid
47  */
48 #include <libcfs/libcfs.h>
49
50 #include <lustre/lustre_idl.h>
51
52 #include <lu_ref.h>
53
54 struct seq_file;
55 struct proc_dir_entry;
56 struct lustre_cfg;
57 struct lprocfs_stats;
58
59 /** \defgroup lu lu
60  * lu_* data-types represent server-side entities shared by data and meta-data
61  * stacks.
62  *
63  * Design goals:
64  *
65  * -# support for layering.
66  *
67  *     Server side object is split into layers, one per device in the
68  *     corresponding device stack. Individual layer is represented by struct
69  *     lu_object. Compound layered object --- by struct lu_object_header. Most
70  *     interface functions take lu_object as an argument and operate on the
71  *     whole compound object. This decision was made due to the following
72  *     reasons:
73  *
74  *        - it's envisaged that lu_object will be used much more often than
75  *        lu_object_header;
76  *
77  *        - we want lower (non-top) layers to be able to initiate operations
78  *        on the whole object.
79  *
80  *     Generic code supports layering more complex than simple stacking, e.g.,
81  *     it is possible that at some layer object "spawns" multiple sub-objects
82  *     on the lower layer.
83  *
84  * -# fid-based identification.
85  *
86  *     Compound object is uniquely identified by its fid. Objects are indexed
87  *     by their fids (hash table is used for index).
88  *
89  * -# caching and life-cycle management.
90  *
91  *     Object's life-time is controlled by reference counting. When reference
92  *     count drops to 0, object is returned to cache. Cached objects still
93  *     retain their identity (i.e., fid), and can be recovered from cache.
94  *
95  *     Objects are kept in the global LRU list, and lu_site_purge() function
96  *     can be used to reclaim given number of unused objects from the tail of
97  *     the LRU.
98  *
99  * -# avoiding recursion.
100  *
101  *     Generic code tries to replace recursion through layers by iterations
102  *     where possible. Additionally to the end of reducing stack consumption,
103  *     data, when practically possible, are allocated through lu_context_key
104  *     interface rather than on stack.
105  * @{
106  */
107
108 struct lu_site;
109 struct lu_object;
110 struct lu_device;
111 struct lu_object_header;
112 struct lu_context;
113 struct lu_env;
114
115 /**
116  * Operations common for data and meta-data devices.
117  */
118 struct lu_device_operations {
119         /**
120          * Allocate object for the given device (without lower-layer
121          * parts). This is called by lu_object_operations::loo_object_init()
122          * from the parent layer, and should setup at least lu_object::lo_dev
123          * and lu_object::lo_ops fields of resulting lu_object.
124          *
125          * Object creation protocol.
126          *
127          * Due to design goal of avoiding recursion, object creation (see
128          * lu_object_alloc()) is somewhat involved:
129          *
130          *  - first, lu_device_operations::ldo_object_alloc() method of the
131          *  top-level device in the stack is called. It should allocate top
132          *  level object (including lu_object_header), but without any
133          *  lower-layer sub-object(s).
134          *
135          *  - then lu_object_alloc() sets fid in the header of newly created
136          *  object.
137          *
138          *  - then lu_object_operations::loo_object_init() is called. It has
139          *  to allocate lower-layer object(s). To do this,
140          *  lu_object_operations::loo_object_init() calls ldo_object_alloc()
141          *  of the lower-layer device(s).
142          *
143          *  - for all new objects allocated by
144          *  lu_object_operations::loo_object_init() (and inserted into object
145          *  stack), lu_object_operations::loo_object_init() is called again
146          *  repeatedly, until no new objects are created.
147          *
148          * \post ergo(!IS_ERR(result), result->lo_dev == d &&
149          *                             result->lo_ops != NULL);
150          */
151         struct lu_object *(*ldo_object_alloc)(const struct lu_env *env,
152                                               const struct lu_object_header *h,
153                                               struct lu_device *d);
154         /**
155          * process config specific for device.
156          */
157         int (*ldo_process_config)(const struct lu_env *env,
158                                   struct lu_device *, struct lustre_cfg *);
159         int (*ldo_recovery_complete)(const struct lu_env *,
160                                      struct lu_device *);
161
162         /**
163          * initialize local objects for device. this method called after layer has
164          * been initialized (after LCFG_SETUP stage) and before it starts serving
165          * user requests.
166          */
167
168         int (*ldo_prepare)(const struct lu_env *,
169                            struct lu_device *parent,
170                            struct lu_device *dev);
171
172 };
173
174 /**
175  * For lu_object_conf flags
176  */
177 typedef enum {
178         /* Currently, only used for client-side object initialization. */
179         LOC_F_NEW = 0x1,
180 } loc_flags_t;
181
182 /**
183  * Object configuration, describing particulars of object being created. On
184  * server this is not used, as server objects are full identified by fid. On
185  * client configuration contains struct lustre_md.
186  */
187 struct lu_object_conf {
188         /**
189          * Some hints for obj find and alloc.
190          */
191         loc_flags_t     loc_flags;
192 };
193
194 /**
195  * Type of "printer" function used by lu_object_operations::loo_object_print()
196  * method.
197  *
198  * Printer function is needed to provide some flexibility in (semi-)debugging
199  * output: possible implementations: printk, CDEBUG, sysfs/seq_file
200  */
201 typedef int (*lu_printer_t)(const struct lu_env *env,
202                             void *cookie, const char *format, ...)
203         __attribute__ ((format (printf, 3, 4)));
204
205 /**
206  * Operations specific for particular lu_object.
207  */
208 struct lu_object_operations {
209
210         /**
211          * Allocate lower-layer parts of the object by calling
212          * lu_device_operations::ldo_object_alloc() of the corresponding
213          * underlying device.
214          *
215          * This method is called once for each object inserted into object
216          * stack. It's responsibility of this method to insert lower-layer
217          * object(s) it create into appropriate places of object stack.
218          */
219         int (*loo_object_init)(const struct lu_env *env,
220                                struct lu_object *o,
221                                const struct lu_object_conf *conf);
222         /**
223          * Called (in top-to-bottom order) during object allocation after all
224          * layers were allocated and initialized. Can be used to perform
225          * initialization depending on lower layers.
226          */
227         int (*loo_object_start)(const struct lu_env *env,
228                                 struct lu_object *o);
229         /**
230          * Called before lu_object_operations::loo_object_free() to signal
231          * that object is being destroyed. Dual to
232          * lu_object_operations::loo_object_init().
233          */
234         void (*loo_object_delete)(const struct lu_env *env,
235                                   struct lu_object *o);
236         /**
237          * Dual to lu_device_operations::ldo_object_alloc(). Called when
238          * object is removed from memory.
239          */
240         void (*loo_object_free)(const struct lu_env *env,
241                                 struct lu_object *o);
242         /**
243          * Called when last active reference to the object is released (and
244          * object returns to the cache). This method is optional.
245          */
246         void (*loo_object_release)(const struct lu_env *env,
247                                    struct lu_object *o);
248         /**
249          * Optional debugging helper. Print given object.
250          */
251         int (*loo_object_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
252                                 lu_printer_t p, const struct lu_object *o);
253         /**
254          * Optional debugging method. Returns true iff method is internally
255          * consistent.
256          */
257         int (*loo_object_invariant)(const struct lu_object *o);
258 };
259
260 /**
261  * Type of lu_device.
262  */
263 struct lu_device_type;
264
265 /**
266  * Device: a layer in the server side abstraction stacking.
267  */
268 struct lu_device {
269         /**
270          * reference count. This is incremented, in particular, on each object
271          * created at this layer.
272          *
273          * \todo XXX which means that atomic_t is probably too small.
274          */
275         cfs_atomic_t                       ld_ref;
276         /**
277          * Pointer to device type. Never modified once set.
278          */
279         struct lu_device_type       *ld_type;
280         /**
281          * Operation vector for this device.
282          */
283         const struct lu_device_operations *ld_ops;
284         /**
285          * Stack this device belongs to.
286          */
287         struct lu_site                    *ld_site;
288         struct proc_dir_entry             *ld_proc_entry;
289
290         /** \todo XXX: temporary back pointer into obd. */
291         struct obd_device                 *ld_obd;
292         /**
293          * A list of references to this object, for debugging.
294          */
295         struct lu_ref                      ld_reference;
296         /**
297          * Link the device to the site.
298          **/
299         cfs_list_t                         ld_linkage;
300 };
301
302 struct lu_device_type_operations;
303
304 /**
305  * Tag bits for device type. They are used to distinguish certain groups of
306  * device types.
307  */
308 enum lu_device_tag {
309         /** this is meta-data device */
310         LU_DEVICE_MD = (1 << 0),
311         /** this is data device */
312         LU_DEVICE_DT = (1 << 1),
313         /** data device in the client stack */
314         LU_DEVICE_CL = (1 << 2)
315 };
316
317 /**
318  * Type of device.
319  */
320 struct lu_device_type {
321         /**
322          * Tag bits. Taken from enum lu_device_tag. Never modified once set.
323          */
324         __u32                                   ldt_tags;
325         /**
326          * Name of this class. Unique system-wide. Never modified once set.
327          */
328         char                                   *ldt_name;
329         /**
330          * Operations for this type.
331          */
332         const struct lu_device_type_operations *ldt_ops;
333         /**
334          * \todo XXX: temporary pointer to associated obd_type.
335          */
336         struct obd_type                        *ldt_obd_type;
337         /**
338          * \todo XXX: temporary: context tags used by obd_*() calls.
339          */
340         __u32                                   ldt_ctx_tags;
341         /**
342          * Number of existing device type instances.
343          */
344         unsigned                                ldt_device_nr;
345         /**
346          * Linkage into a global list of all device types.
347          *
348          * \see lu_device_types.
349          */
350         cfs_list_t                              ldt_linkage;
351 };
352
353 /**
354  * Operations on a device type.
355  */
356 struct lu_device_type_operations {
357         /**
358          * Allocate new device.
359          */
360         struct lu_device *(*ldto_device_alloc)(const struct lu_env *env,
361                                                struct lu_device_type *t,
362                                                struct lustre_cfg *lcfg);
363         /**
364          * Free device. Dual to
365          * lu_device_type_operations::ldto_device_alloc(). Returns pointer to
366          * the next device in the stack.
367          */
368         struct lu_device *(*ldto_device_free)(const struct lu_env *,
369                                               struct lu_device *);
370
371         /**
372          * Initialize the devices after allocation
373          */
374         int  (*ldto_device_init)(const struct lu_env *env,
375                                  struct lu_device *, const char *,
376                                  struct lu_device *);
377         /**
378          * Finalize device. Dual to
379          * lu_device_type_operations::ldto_device_init(). Returns pointer to
380          * the next device in the stack.
381          */
382         struct lu_device *(*ldto_device_fini)(const struct lu_env *env,
383                                               struct lu_device *);
384         /**
385          * Initialize device type. This is called on module load.
386          */
387         int  (*ldto_init)(struct lu_device_type *t);
388         /**
389          * Finalize device type. Dual to
390          * lu_device_type_operations::ldto_init(). Called on module unload.
391          */
392         void (*ldto_fini)(struct lu_device_type *t);
393         /**
394          * Called when the first device is created.
395          */
396         void (*ldto_start)(struct lu_device_type *t);
397         /**
398          * Called when number of devices drops to 0.
399          */
400         void (*ldto_stop)(struct lu_device_type *t);
401 };
402
403 /**
404  * Flags for the object layers.
405  */
406 enum lu_object_flags {
407         /**
408          * this flags is set if lu_object_operations::loo_object_init() has
409          * been called for this layer. Used by lu_object_alloc().
410          */
411         LU_OBJECT_ALLOCATED = (1 << 0)
412 };
413
414 /**
415  * Common object attributes.
416  */
417 struct lu_attr {
418         /** size in bytes */
419         __u64          la_size;
420         /** modification time in seconds since Epoch */
421         obd_time       la_mtime;
422         /** access time in seconds since Epoch */
423         obd_time       la_atime;
424         /** change time in seconds since Epoch */
425         obd_time       la_ctime;
426         /** 512-byte blocks allocated to object */
427         __u64          la_blocks;
428         /** permission bits and file type */
429         __u32          la_mode;
430         /** owner id */
431         __u32          la_uid;
432         /** group id */
433         __u32          la_gid;
434         /** object flags */
435         __u32          la_flags;
436         /** number of persistent references to this object */
437         __u32          la_nlink;
438         /** blk bits of the object*/
439         __u32          la_blkbits;
440         /** blk size of the object*/
441         __u32          la_blksize;
442         /** real device */
443         __u32          la_rdev;
444         /**
445          * valid bits
446          *
447          * \see enum la_valid
448          */
449         __u64          la_valid;
450 };
451
452 /** Bit-mask of valid attributes */
453 enum la_valid {
454         LA_ATIME = 1 << 0,
455         LA_MTIME = 1 << 1,
456         LA_CTIME = 1 << 2,
457         LA_SIZE  = 1 << 3,
458         LA_MODE  = 1 << 4,
459         LA_UID   = 1 << 5,
460         LA_GID   = 1 << 6,
461         LA_BLOCKS = 1 << 7,
462         LA_TYPE   = 1 << 8,
463         LA_FLAGS  = 1 << 9,
464         LA_NLINK  = 1 << 10,
465         LA_RDEV   = 1 << 11,
466         LA_BLKSIZE = 1 << 12,
467         LA_KILL_SUID = 1 << 13,
468         LA_KILL_SGID = 1 << 14,
469 };
470
471 /**
472  * Layer in the layered object.
473  */
474 struct lu_object {
475         /**
476          * Header for this object.
477          */
478         struct lu_object_header           *lo_header;
479         /**
480          * Device for this layer.
481          */
482         struct lu_device                  *lo_dev;
483         /**
484          * Operations for this object.
485          */
486         const struct lu_object_operations *lo_ops;
487         /**
488          * Linkage into list of all layers.
489          */
490         cfs_list_t                         lo_linkage;
491         /**
492          * Depth. Top level layer depth is 0.
493          */
494         int                                lo_depth;
495         /**
496          * Flags from enum lu_object_flags.
497          */
498         unsigned long                      lo_flags;
499         /**
500          * Link to the device, for debugging.
501          */
502         struct lu_ref_link                *lo_dev_ref;
503 };
504
505 enum lu_object_header_flags {
506         /**
507          * Don't keep this object in cache. Object will be destroyed as soon
508          * as last reference to it is released. This flag cannot be cleared
509          * once set.
510          */
511         LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE = 0
512 };
513
514 enum lu_object_header_attr {
515         LOHA_EXISTS   = 1 << 0,
516         LOHA_REMOTE   = 1 << 1,
517         /**
518          * UNIX file type is stored in S_IFMT bits.
519          */
520         LOHA_FT_START = 001 << 12, /**< S_IFIFO */
521         LOHA_FT_END   = 017 << 12, /**< S_IFMT */
522 };
523
524 /**
525  * "Compound" object, consisting of multiple layers.
526  *
527  * Compound object with given fid is unique with given lu_site.
528  *
529  * Note, that object does *not* necessary correspond to the real object in the
530  * persistent storage: object is an anchor for locking and method calling, so
531  * it is created for things like not-yet-existing child created by mkdir or
532  * create calls. lu_object_operations::loo_exists() can be used to check
533  * whether object is backed by persistent storage entity.
534  */
535 struct lu_object_header {
536         /**
537          * Object flags from enum lu_object_header_flags. Set and checked
538          * atomically.
539          */
540         unsigned long          loh_flags;
541         /**
542          * Object reference count. Protected by lu_site::ls_guard.
543          */
544         cfs_atomic_t           loh_ref;
545         /**
546          * Fid, uniquely identifying this object.
547          */
548         struct lu_fid          loh_fid;
549         /**
550          * Common object attributes, cached for efficiency. From enum
551          * lu_object_header_attr.
552          */
553         __u32                  loh_attr;
554         /**
555          * Linkage into per-site hash table. Protected by lu_site::ls_guard.
556          */
557         cfs_hlist_node_t       loh_hash;
558         /**
559          * Linkage into per-site LRU list. Protected by lu_site::ls_guard.
560          */
561         cfs_list_t             loh_lru;
562         /**
563          * Linkage into list of layers. Never modified once set (except lately
564          * during object destruction). No locking is necessary.
565          */
566         cfs_list_t             loh_layers;
567         /**
568          * A list of references to this object, for debugging.
569          */
570         struct lu_ref          loh_reference;
571 };
572
573 struct fld;
574
575 struct lu_site_bkt_data {
576         /**
577          * number of busy object on this bucket
578          */
579         long                      lsb_busy;
580         /**
581          * LRU list, updated on each access to object. Protected by
582          * bucket lock of lu_site::ls_obj_hash.
583          *
584          * "Cold" end of LRU is lu_site::ls_lru.next. Accessed object are
585          * moved to the lu_site::ls_lru.prev (this is due to the non-existence
586          * of list_for_each_entry_safe_reverse()).
587          */
588         cfs_list_t                lsb_lru;
589         /**
590          * Wait-queue signaled when an object in this site is ultimately
591          * destroyed (lu_object_free()). It is used by lu_object_find() to
592          * wait before re-trying when object in the process of destruction is
593          * found in the hash table.
594          *
595          * \see htable_lookup().
596          */
597         cfs_waitq_t               lsb_marche_funebre;
598 };
599
600 enum {
601         LU_SS_CREATED         = 0,
602         LU_SS_CACHE_HIT,
603         LU_SS_CACHE_MISS,
604         LU_SS_CACHE_RACE,
605         LU_SS_CACHE_DEATH_RACE,
606         LU_SS_LRU_PURGED,
607         LU_SS_LAST_STAT
608 };
609
610 /**
611  * lu_site is a "compartment" within which objects are unique, and LRU
612  * discipline is maintained.
613  *
614  * lu_site exists so that multiple layered stacks can co-exist in the same
615  * address space.
616  *
617  * lu_site has the same relation to lu_device as lu_object_header to
618  * lu_object.
619  */
620 struct lu_site {
621         /**
622          * objects hash table
623          */
624         cfs_hash_t               *ls_obj_hash;
625         /**
626          * index of bucket on hash table while purging
627          */
628         int                       ls_purge_start;
629         /**
630          * Top-level device for this stack.
631          */
632         struct lu_device         *ls_top_dev;
633         /**
634          * Linkage into global list of sites.
635          */
636         cfs_list_t                ls_linkage;
637         /**
638          * List for lu device for this site, protected
639          * by ls_ld_lock.
640          **/
641         cfs_list_t                ls_ld_linkage;
642         cfs_spinlock_t            ls_ld_lock;
643
644         /**
645          * lu_site stats
646          */
647         struct lprocfs_stats     *ls_stats;
648         struct lprocfs_stats     *ls_time_stats;
649 };
650
651 static inline struct lu_site_bkt_data *
652 lu_site_bkt_from_fid(struct lu_site *site, struct lu_fid *fid)
653 {
654         cfs_hash_bd_t bd;
655
656         cfs_hash_bd_get(site->ls_obj_hash, fid, &bd);
657         return cfs_hash_bd_extra_get(site->ls_obj_hash, &bd);
658 }
659
660 /** \name ctors
661  * Constructors/destructors.
662  * @{
663  */
664
665 int  lu_site_init         (struct lu_site *s, struct lu_device *d);
666 void lu_site_fini         (struct lu_site *s);
667 int  lu_site_init_finish  (struct lu_site *s);
668 void lu_stack_fini        (const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
669 void lu_device_get        (struct lu_device *d);
670 void lu_device_put        (struct lu_device *d);
671 int  lu_device_init       (struct lu_device *d, struct lu_device_type *t);
672 void lu_device_fini       (struct lu_device *d);
673 int  lu_object_header_init(struct lu_object_header *h);
674 void lu_object_header_fini(struct lu_object_header *h);
675 int  lu_object_init       (struct lu_object *o,
676                            struct lu_object_header *h, struct lu_device *d);
677 void lu_object_fini       (struct lu_object *o);
678 void lu_object_add_top    (struct lu_object_header *h, struct lu_object *o);
679 void lu_object_add        (struct lu_object *before, struct lu_object *o);
680
681 /**
682  * Helpers to initialize and finalize device types.
683  */
684
685 int  lu_device_type_init(struct lu_device_type *ldt);
686 void lu_device_type_fini(struct lu_device_type *ldt);
687 void lu_types_stop(void);
688
689 /** @} ctors */
690
691 /** \name caching
692  * Caching and reference counting.
693  * @{
694  */
695
696 /**
697  * Acquire additional reference to the given object. This function is used to
698  * attain additional reference. To acquire initial reference use
699  * lu_object_find().
700  */
701 static inline void lu_object_get(struct lu_object *o)
702 {
703         LASSERT(cfs_atomic_read(&o->lo_header->loh_ref) > 0);
704         cfs_atomic_inc(&o->lo_header->loh_ref);
705 }
706
707 /**
708  * Return true of object will not be cached after last reference to it is
709  * released.
710  */
711 static inline int lu_object_is_dying(const struct lu_object_header *h)
712 {
713         return cfs_test_bit(LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE, &h->loh_flags);
714 }
715
716 void lu_object_put(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
717
718 int lu_site_purge(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, int nr);
719
720 void lu_site_print(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, void *cookie,
721                    lu_printer_t printer);
722 struct lu_object *lu_object_find(const struct lu_env *env,
723                                  struct lu_device *dev, const struct lu_fid *f,
724                                  const struct lu_object_conf *conf);
725 struct lu_object *lu_object_find_at(const struct lu_env *env,
726                                     struct lu_device *dev,
727                                     const struct lu_fid *f,
728                                     const struct lu_object_conf *conf);
729 struct lu_object *lu_object_find_slice(const struct lu_env *env,
730                                        struct lu_device *dev,
731                                        const struct lu_fid *f,
732                                        const struct lu_object_conf *conf);
733 /** @} caching */
734
735 /** \name helpers
736  * Helpers.
737  * @{
738  */
739
740 /**
741  * First (topmost) sub-object of given compound object
742  */
743 static inline struct lu_object *lu_object_top(struct lu_object_header *h)
744 {
745         LASSERT(!cfs_list_empty(&h->loh_layers));
746         return container_of0(h->loh_layers.next, struct lu_object, lo_linkage);
747 }
748
749 /**
750  * Next sub-object in the layering
751  */
752 static inline struct lu_object *lu_object_next(const struct lu_object *o)
753 {
754         return container_of0(o->lo_linkage.next, struct lu_object, lo_linkage);
755 }
756
757 /**
758  * Pointer to the fid of this object.
759  */
760 static inline const struct lu_fid *lu_object_fid(const struct lu_object *o)
761 {
762         return &o->lo_header->loh_fid;
763 }
764
765 /**
766  * return device operations vector for this object
767  */
768 static const inline struct lu_device_operations *
769 lu_object_ops(const struct lu_object *o)
770 {
771         return o->lo_dev->ld_ops;
772 }
773
774 /**
775  * Given a compound object, find its slice, corresponding to the device type
776  * \a dtype.
777  */
778 struct lu_object *lu_object_locate(struct lu_object_header *h,
779                                    const struct lu_device_type *dtype);
780
781 struct lu_cdebug_print_info {
782         int         lpi_subsys;
783         int         lpi_mask;
784         const char *lpi_file;
785         const char *lpi_fn;
786         int         lpi_line;
787 };
788
789 /**
790  * Printer function emitting messages through libcfs_debug_msg().
791  */
792 int lu_cdebug_printer(const struct lu_env *env,
793                       void *cookie, const char *format, ...);
794
795 #define DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(var, mask) \
796         struct lu_cdebug_print_info var = {     \
797                 .lpi_subsys = DEBUG_SUBSYSTEM,  \
798                 .lpi_mask   = (mask),           \
799                 .lpi_file   = __FILE__,         \
800                 .lpi_fn     = __FUNCTION__,     \
801                 .lpi_line   = __LINE__          \
802         }
803
804 /**
805  * Print object description followed by a user-supplied message.
806  */
807 #define LU_OBJECT_DEBUG(mask, env, object, format, ...)                 \
808 do {                                                                    \
809         static DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(__info, mask);              \
810                                                                         \
811         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
812                 lu_object_print(env, &__info, lu_cdebug_printer, object); \
813                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
814         }                                                               \
815 } while (0)
816
817 /**
818  * Print short object description followed by a user-supplied message.
819  */
820 #define LU_OBJECT_HEADER(mask, env, object, format, ...)                \
821 do {                                                                    \
822         static DECLARE_LU_CDEBUG_PRINT_INFO(__info, mask);              \
823                                                                         \
824         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
825                 lu_object_header_print(env, &__info, lu_cdebug_printer, \
826                                        (object)->lo_header);            \
827                 lu_cdebug_printer(env, &__info, "\n");                  \
828                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
829         }                                                               \
830 } while (0)
831
832 void lu_object_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
833                             lu_printer_t printer, const struct lu_object *o);
834 void lu_object_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
835                             lu_printer_t printer,
836                             const struct lu_object_header *hdr);
837
838 /**
839  * Check object consistency.
840  */
841 int lu_object_invariant(const struct lu_object *o);
842
843
844 /**
845  * \retval  1 iff object \a o exists on stable storage,
846  * \retval  0 iff object \a o not exists on stable storage.
847  * \retval -1 iff object \a o is on remote server.
848  */
849 static inline int lu_object_exists(const struct lu_object *o)
850 {
851         __u32 attr;
852
853         attr = o->lo_header->loh_attr;
854         if (attr & LOHA_REMOTE)
855                 return -1;
856         else if (attr & LOHA_EXISTS)
857                 return +1;
858         else
859                 return 0;
860 }
861
862 static inline int lu_object_assert_exists(const struct lu_object *o)
863 {
864         return lu_object_exists(o) != 0;
865 }
866
867 static inline int lu_object_assert_not_exists(const struct lu_object *o)
868 {
869         return lu_object_exists(o) <= 0;
870 }
871
872 /**
873  * Attr of this object.
874  */
875 static inline __u32 lu_object_attr(const struct lu_object *o)
876 {
877         LASSERT(lu_object_exists(o) > 0);
878         return o->lo_header->loh_attr;
879 }
880
881 static inline struct lu_ref_link *lu_object_ref_add(struct lu_object *o,
882                                                     const char *scope,
883                                                     const void *source)
884 {
885         return lu_ref_add(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
886 }
887
888 static inline void lu_object_ref_del(struct lu_object *o,
889                                      const char *scope, const void *source)
890 {
891         lu_ref_del(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
892 }
893
894 static inline void lu_object_ref_del_at(struct lu_object *o,
895                                         struct lu_ref_link *link,
896                                         const char *scope, const void *source)
897 {
898         lu_ref_del_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
899 }
900
901 /** input params, should be filled out by mdt */
902 struct lu_rdpg {
903         /** hash */
904         __u64                   rp_hash;
905         /** count in bytes */
906         unsigned int            rp_count;
907         /** number of pages */
908         unsigned int            rp_npages;
909         /** requested attr */
910         __u32                   rp_attrs;
911         /** pointers to pages */
912         struct page           **rp_pages;
913 };
914
915 enum lu_xattr_flags {
916         LU_XATTR_REPLACE = (1 << 0),
917         LU_XATTR_CREATE  = (1 << 1)
918 };
919
920 /** @} helpers */
921
922 /** \name lu_context
923  * @{ */
924
925 /** For lu_context health-checks */
926 enum lu_context_state {
927         LCS_INITIALIZED = 1,
928         LCS_ENTERED,
929         LCS_LEFT,
930         LCS_FINALIZED
931 };
932
933 /**
934  * lu_context. Execution context for lu_object methods. Currently associated
935  * with thread.
936  *
937  * All lu_object methods, except device and device type methods (called during
938  * system initialization and shutdown) are executed "within" some
939  * lu_context. This means, that pointer to some "current" lu_context is passed
940  * as an argument to all methods.
941  *
942  * All service ptlrpc threads create lu_context as part of their
943  * initialization. It is possible to create "stand-alone" context for other
944  * execution environments (like system calls).
945  *
946  * lu_object methods mainly use lu_context through lu_context_key interface
947  * that allows each layer to associate arbitrary pieces of data with each
948  * context (see pthread_key_create(3) for similar interface).
949  *
950  * On a client, lu_context is bound to a thread, see cl_env_get().
951  *
952  * \see lu_context_key
953  */
954 struct lu_context {
955         /**
956          * lu_context is used on the client side too. Yet we don't want to
957          * allocate values of server-side keys for the client contexts and
958          * vice versa.
959          *
960          * To achieve this, set of tags in introduced. Contexts and keys are
961          * marked with tags. Key value are created only for context whose set
962          * of tags has non-empty intersection with one for key. Tags are taken
963          * from enum lu_context_tag.
964          */
965         __u32                  lc_tags;
966         /**
967          * Pointer to the home service thread. NULL for other execution
968          * contexts.
969          */
970         struct ptlrpc_thread  *lc_thread;
971         /**
972          * Pointer to an array with key values. Internal implementation
973          * detail.
974          */
975         void                 **lc_value;
976         enum lu_context_state  lc_state;
977         /**
978          * Linkage into a list of all remembered contexts. Only
979          * `non-transient' contexts, i.e., ones created for service threads
980          * are placed here.
981          */
982         cfs_list_t             lc_remember;
983         /**
984          * Version counter used to skip calls to lu_context_refill() when no
985          * keys were registered.
986          */
987         unsigned               lc_version;
988         /**
989          * Debugging cookie.
990          */
991         unsigned               lc_cookie;
992 };
993
994 /**
995  * lu_context_key interface. Similar to pthread_key.
996  */
997
998 enum lu_context_tag {
999         /**
1000          * Thread on md server
1001          */
1002         LCT_MD_THREAD = 1 << 0,
1003         /**
1004          * Thread on dt server
1005          */
1006         LCT_DT_THREAD = 1 << 1,
1007         /**
1008          * Context for transaction handle
1009          */
1010         LCT_TX_HANDLE = 1 << 2,
1011         /**
1012          * Thread on client
1013          */
1014         LCT_CL_THREAD = 1 << 3,
1015         /**
1016          * A per-request session on a server, and a per-system-call session on
1017          * a client.
1018          */
1019         LCT_SESSION   = 1 << 4,
1020
1021         /**
1022          * Set when at least one of keys, having values in this context has
1023          * non-NULL lu_context_key::lct_exit() method. This is used to
1024          * optimize lu_context_exit() call.
1025          */
1026         LCT_HAS_EXIT  = 1 << 28,
1027         /**
1028          * Don't add references for modules creating key values in that context.
1029          * This is only for contexts used internally by lu_object framework.
1030          */
1031         LCT_NOREF     = 1 << 29,
1032         /**
1033          * Key is being prepared for retiring, don't create new values for it.
1034          */
1035         LCT_QUIESCENT = 1 << 30,
1036         /**
1037          * Context should be remembered.
1038          */
1039         LCT_REMEMBER  = 1 << 31,
1040         /**
1041          * Contexts usable in cache shrinker thread.
1042          */
1043         LCT_SHRINKER  = LCT_MD_THREAD|LCT_DT_THREAD|LCT_CL_THREAD|LCT_NOREF
1044 };
1045
1046 /**
1047  * Key. Represents per-context value slot.
1048  *
1049  * Keys are usually registered when module owning the key is initialized, and
1050  * de-registered when module is unloaded. Once key is registered, all new
1051  * contexts with matching tags, will get key value. "Old" contexts, already
1052  * initialized at the time of key registration, can be forced to get key value
1053  * by calling lu_context_refill().
1054  *
1055  * Every key value is counted in lu_context_key::lct_used and acquires a
1056  * reference on an owning module. This means, that all key values have to be
1057  * destroyed before module can be unloaded. This is usually achieved by
1058  * stopping threads started by the module, that created contexts in their
1059  * entry functions. Situation is complicated by the threads shared by multiple
1060  * modules, like ptlrpcd daemon on a client. To work around this problem,
1061  * contexts, created in such threads, are `remembered' (see
1062  * LCT_REMEMBER)---i.e., added into a global list. When module is preparing
1063  * for unloading it does the following:
1064  *
1065  *     - marks its keys as `quiescent' (lu_context_tag::LCT_QUIESCENT)
1066  *       preventing new key values from being allocated in the new contexts,
1067  *       and
1068  *
1069  *     - scans a list of remembered contexts, destroying values of module
1070  *       keys, thus releasing references to the module.
1071  *
1072  * This is done by lu_context_key_quiesce(). If module is re-activated
1073  * before key has been de-registered, lu_context_key_revive() call clears
1074  * `quiescent' marker.
1075  *
1076  * lu_context code doesn't provide any internal synchronization for these
1077  * activities---it's assumed that startup (including threads start-up) and
1078  * shutdown are serialized by some external means.
1079  *
1080  * \see lu_context
1081  */
1082 struct lu_context_key {
1083         /**
1084          * Set of tags for which values of this key are to be instantiated.
1085          */
1086         __u32 lct_tags;
1087         /**
1088          * Value constructor. This is called when new value is created for a
1089          * context. Returns pointer to new value of error pointer.
1090          */
1091         void  *(*lct_init)(const struct lu_context *ctx,
1092                            struct lu_context_key *key);
1093         /**
1094          * Value destructor. Called when context with previously allocated
1095          * value of this slot is destroyed. \a data is a value that was returned
1096          * by a matching call to lu_context_key::lct_init().
1097          */
1098         void   (*lct_fini)(const struct lu_context *ctx,
1099                            struct lu_context_key *key, void *data);
1100         /**
1101          * Optional method called on lu_context_exit() for all allocated
1102          * keys. Can be used by debugging code checking that locks are
1103          * released, etc.
1104          */
1105         void   (*lct_exit)(const struct lu_context *ctx,
1106                            struct lu_context_key *key, void *data);
1107         /**
1108          * Internal implementation detail: index within lu_context::lc_value[]
1109          * reserved for this key.
1110          */
1111         int      lct_index;
1112         /**
1113          * Internal implementation detail: number of values created for this
1114          * key.
1115          */
1116         cfs_atomic_t lct_used;
1117         /**
1118          * Internal implementation detail: module for this key.
1119          */
1120         cfs_module_t *lct_owner;
1121         /**
1122          * References to this key. For debugging.
1123          */
1124         struct lu_ref  lct_reference;
1125 };
1126
1127 #define LU_KEY_INIT(mod, type)                                    \
1128         static void* mod##_key_init(const struct lu_context *ctx, \
1129                                     struct lu_context_key *key)   \
1130         {                                                         \
1131                 type *value;                                      \
1132                                                                   \
1133                 CLASSERT(CFS_PAGE_SIZE >= sizeof (*value));       \
1134                                                                   \
1135                 OBD_ALLOC_PTR(value);                             \
1136                 if (value == NULL)                                \
1137                         value = ERR_PTR(-ENOMEM);                 \
1138                                                                   \
1139                 return value;                                     \
1140         }                                                         \
1141         struct __##mod##__dummy_init {;} /* semicolon catcher */
1142
1143 #define LU_KEY_FINI(mod, type)                                              \
1144         static void mod##_key_fini(const struct lu_context *ctx,            \
1145                                     struct lu_context_key *key, void* data) \
1146         {                                                                   \
1147                 type *info = data;                                          \
1148                                                                             \
1149                 OBD_FREE_PTR(info);                                         \
1150         }                                                                   \
1151         struct __##mod##__dummy_fini {;} /* semicolon catcher */
1152
1153 #define LU_KEY_INIT_FINI(mod, type)   \
1154         LU_KEY_INIT(mod,type);        \
1155         LU_KEY_FINI(mod,type)
1156
1157 #define LU_CONTEXT_KEY_DEFINE(mod, tags)                \
1158         struct lu_context_key mod##_thread_key = {      \
1159                 .lct_tags = tags,                       \
1160                 .lct_init = mod##_key_init,             \
1161                 .lct_fini = mod##_key_fini              \
1162         }
1163
1164 #define LU_CONTEXT_KEY_INIT(key)                        \
1165 do {                                                    \
1166         (key)->lct_owner = THIS_MODULE;                 \
1167 } while (0)
1168
1169 int   lu_context_key_register(struct lu_context_key *key);
1170 void  lu_context_key_degister(struct lu_context_key *key);
1171 void *lu_context_key_get     (const struct lu_context *ctx,
1172                                const struct lu_context_key *key);
1173 void  lu_context_key_quiesce (struct lu_context_key *key);
1174 void  lu_context_key_revive  (struct lu_context_key *key);
1175
1176
1177 /*
1178  * LU_KEY_INIT_GENERIC() has to be a macro to correctly determine an
1179  * owning module.
1180  */
1181
1182 #define LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1183         static void mod##_key_init_generic(struct lu_context_key *k, ...) \
1184         {                                                               \
1185                 struct lu_context_key *key = k;                         \
1186                 va_list args;                                           \
1187                                                                         \
1188                 va_start(args, k);                                      \
1189                 do {                                                    \
1190                         LU_CONTEXT_KEY_INIT(key);                       \
1191                         key = va_arg(args, struct lu_context_key *);    \
1192                 } while (key != NULL);                                  \
1193                 va_end(args);                                           \
1194         }
1195
1196 #define LU_TYPE_INIT(mod, ...)                                          \
1197         LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1198         static int mod##_type_init(struct lu_device_type *t)            \
1199         {                                                               \
1200                 mod##_key_init_generic(__VA_ARGS__, NULL);              \
1201                 return lu_context_key_register_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1202         }                                                               \
1203         struct __##mod##_dummy_type_init {;}
1204
1205 #define LU_TYPE_FINI(mod, ...)                                          \
1206         static void mod##_type_fini(struct lu_device_type *t)           \
1207         {                                                               \
1208                 lu_context_key_degister_many(__VA_ARGS__, NULL);        \
1209         }                                                               \
1210         struct __##mod##_dummy_type_fini {;}
1211
1212 #define LU_TYPE_START(mod, ...)                                 \
1213         static void mod##_type_start(struct lu_device_type *t)  \
1214         {                                                       \
1215                 lu_context_key_revive_many(__VA_ARGS__, NULL);  \
1216         }                                                       \
1217         struct __##mod##_dummy_type_start {;}
1218
1219 #define LU_TYPE_STOP(mod, ...)                                  \
1220         static void mod##_type_stop(struct lu_device_type *t)   \
1221         {                                                       \
1222                 lu_context_key_quiesce_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1223         }                                                       \
1224         struct __##mod##_dummy_type_stop {;}
1225
1226
1227
1228 #define LU_TYPE_INIT_FINI(mod, ...)             \
1229         LU_TYPE_INIT(mod, __VA_ARGS__);         \
1230         LU_TYPE_FINI(mod, __VA_ARGS__);         \
1231         LU_TYPE_START(mod, __VA_ARGS__);        \
1232         LU_TYPE_STOP(mod, __VA_ARGS__)
1233
1234 int   lu_context_init  (struct lu_context *ctx, __u32 tags);
1235 void  lu_context_fini  (struct lu_context *ctx);
1236 void  lu_context_enter (struct lu_context *ctx);
1237 void  lu_context_exit  (struct lu_context *ctx);
1238 int   lu_context_refill(struct lu_context *ctx);
1239
1240 /*
1241  * Helper functions to operate on multiple keys. These are used by the default
1242  * device type operations, defined by LU_TYPE_INIT_FINI().
1243  */
1244
1245 int  lu_context_key_register_many(struct lu_context_key *k, ...);
1246 void lu_context_key_degister_many(struct lu_context_key *k, ...);
1247 void lu_context_key_revive_many  (struct lu_context_key *k, ...);
1248 void lu_context_key_quiesce_many (struct lu_context_key *k, ...);
1249
1250 /**
1251  * Environment.
1252  */
1253 struct lu_env {
1254         /**
1255          * "Local" context, used to store data instead of stack.
1256          */
1257         struct lu_context  le_ctx;
1258         /**
1259          * "Session" context for per-request data.
1260          */
1261         struct lu_context *le_ses;
1262 };
1263
1264 int  lu_env_init  (struct lu_env *env, __u32 tags);
1265 void lu_env_fini  (struct lu_env *env);
1266 int  lu_env_refill(struct lu_env *env);
1267
1268 /** @} lu_context */
1269
1270 /**
1271  * Output site statistical counters into a buffer. Suitable for
1272  * ll_rd_*()-style functions.
1273  */
1274 int lu_site_stats_print(const struct lu_site *s, char *page, int count);
1275
1276 /**
1277  * Common name structure to be passed around for various name related methods.
1278  */
1279 struct lu_name {
1280         const char    *ln_name;
1281         int            ln_namelen;
1282 };
1283
1284 /**
1285  * Common buffer structure to be passed around for various xattr_{s,g}et()
1286  * methods.
1287  */
1288 struct lu_buf {
1289         void   *lb_buf;
1290         ssize_t lb_len;
1291 };
1292
1293 /** null buffer */
1294 extern struct lu_buf LU_BUF_NULL;
1295
1296 #define DLUBUF "(%p %z)"
1297 #define PLUBUF(buf) (buf)->lb_buf, (buf)->lb_len
1298 /**
1299  * One-time initializers, called at obdclass module initialization, not
1300  * exported.
1301  */
1302
1303 /**
1304  * Initialization of global lu_* data.
1305  */
1306 int lu_global_init(void);
1307
1308 /**
1309  * Dual to lu_global_init().
1310  */
1311 void lu_global_fini(void);
1312
1313 enum {
1314         LU_TIME_FIND_LOOKUP,
1315         LU_TIME_FIND_ALLOC,
1316         LU_TIME_FIND_INSERT,
1317         LU_TIME_NR
1318 };
1319
1320 extern const char *lu_time_names[LU_TIME_NR];
1321
1322 struct lu_kmem_descr {
1323         cfs_mem_cache_t **ckd_cache;
1324         const char       *ckd_name;
1325         const size_t      ckd_size;
1326 };
1327
1328 int  lu_kmem_init(struct lu_kmem_descr *caches);
1329 void lu_kmem_fini(struct lu_kmem_descr *caches);
1330
1331 /** @} lu */
1332 #endif /* __LUSTRE_LU_OBJECT_H */