Whamcloud - gitweb
LU-7896: do not call lu_site_purge() for single object exceed
[fs/lustre-release.git] / lustre / include / lu_object.h
1 /*
2  * GPL HEADER START
3  *
4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
8  * as published by the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * version 2 along with this program; If not, see
18  * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
19  *
20  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
21  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
22  * have any questions.
23  *
24  * GPL HEADER END
25  */
26 /*
27  * Copyright (c) 2007, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
28  * Use is subject to license terms.
29  *
30  * Copyright (c) 2011, 2015, Intel Corporation.
31  */
32 /*
33  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
34  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
35  */
36
37 #ifndef __LUSTRE_LU_OBJECT_H
38 #define __LUSTRE_LU_OBJECT_H
39
40 #include <stdarg.h>
41 #include <libcfs/libcfs.h>
42 #include <lustre/lustre_idl.h>
43 #include <lu_ref.h>
44 #include <linux/percpu_counter.h>
45
46 struct seq_file;
47 struct proc_dir_entry;
48 struct lustre_cfg;
49 struct lprocfs_stats;
50
51 /** \defgroup lu lu
52  * lu_* data-types represent server-side entities shared by data and meta-data
53  * stacks.
54  *
55  * Design goals:
56  *
57  * -# support for layering.
58  *
59  *     Server side object is split into layers, one per device in the
60  *     corresponding device stack. Individual layer is represented by struct
61  *     lu_object. Compound layered object --- by struct lu_object_header. Most
62  *     interface functions take lu_object as an argument and operate on the
63  *     whole compound object. This decision was made due to the following
64  *     reasons:
65  *
66  *        - it's envisaged that lu_object will be used much more often than
67  *        lu_object_header;
68  *
69  *        - we want lower (non-top) layers to be able to initiate operations
70  *        on the whole object.
71  *
72  *     Generic code supports layering more complex than simple stacking, e.g.,
73  *     it is possible that at some layer object "spawns" multiple sub-objects
74  *     on the lower layer.
75  *
76  * -# fid-based identification.
77  *
78  *     Compound object is uniquely identified by its fid. Objects are indexed
79  *     by their fids (hash table is used for index).
80  *
81  * -# caching and life-cycle management.
82  *
83  *     Object's life-time is controlled by reference counting. When reference
84  *     count drops to 0, object is returned to cache. Cached objects still
85  *     retain their identity (i.e., fid), and can be recovered from cache.
86  *
87  *     Objects are kept in the global LRU list, and lu_site_purge() function
88  *     can be used to reclaim given number of unused objects from the tail of
89  *     the LRU.
90  *
91  * -# avoiding recursion.
92  *
93  *     Generic code tries to replace recursion through layers by iterations
94  *     where possible. Additionally to the end of reducing stack consumption,
95  *     data, when practically possible, are allocated through lu_context_key
96  *     interface rather than on stack.
97  * @{
98  */
99
100 struct lu_site;
101 struct lu_object;
102 struct lu_device;
103 struct lu_object_header;
104 struct lu_context;
105 struct lu_env;
106
107 /**
108  * Operations common for data and meta-data devices.
109  */
110 struct lu_device_operations {
111         /**
112          * Allocate object for the given device (without lower-layer
113          * parts). This is called by lu_object_operations::loo_object_init()
114          * from the parent layer, and should setup at least lu_object::lo_dev
115          * and lu_object::lo_ops fields of resulting lu_object.
116          *
117          * Object creation protocol.
118          *
119          * Due to design goal of avoiding recursion, object creation (see
120          * lu_object_alloc()) is somewhat involved:
121          *
122          *  - first, lu_device_operations::ldo_object_alloc() method of the
123          *  top-level device in the stack is called. It should allocate top
124          *  level object (including lu_object_header), but without any
125          *  lower-layer sub-object(s).
126          *
127          *  - then lu_object_alloc() sets fid in the header of newly created
128          *  object.
129          *
130          *  - then lu_object_operations::loo_object_init() is called. It has
131          *  to allocate lower-layer object(s). To do this,
132          *  lu_object_operations::loo_object_init() calls ldo_object_alloc()
133          *  of the lower-layer device(s).
134          *
135          *  - for all new objects allocated by
136          *  lu_object_operations::loo_object_init() (and inserted into object
137          *  stack), lu_object_operations::loo_object_init() is called again
138          *  repeatedly, until no new objects are created.
139          *
140          * \post ergo(!IS_ERR(result), result->lo_dev == d &&
141          *                             result->lo_ops != NULL);
142          */
143         struct lu_object *(*ldo_object_alloc)(const struct lu_env *env,
144                                               const struct lu_object_header *h,
145                                               struct lu_device *d);
146         /**
147          * process config specific for device.
148          */
149         int (*ldo_process_config)(const struct lu_env *env,
150                                   struct lu_device *, struct lustre_cfg *);
151         int (*ldo_recovery_complete)(const struct lu_env *,
152                                      struct lu_device *);
153
154         /**
155          * initialize local objects for device. this method called after layer has
156          * been initialized (after LCFG_SETUP stage) and before it starts serving
157          * user requests.
158          */
159
160         int (*ldo_prepare)(const struct lu_env *,
161                            struct lu_device *parent,
162                            struct lu_device *dev);
163
164 };
165
166 /**
167  * For lu_object_conf flags
168  */
169 typedef enum {
170         /* This is a new object to be allocated, or the file
171          * corresponding to the object does not exists. */
172         LOC_F_NEW       = 0x00000001,
173
174         /* When find a dying object, just return -EAGAIN at once instead of
175          * blocking the thread. */
176         LOC_F_NOWAIT    = 0x00000002,
177 } loc_flags_t;
178
179 /**
180  * Object configuration, describing particulars of object being created. On
181  * server this is not used, as server objects are full identified by fid. On
182  * client configuration contains struct lustre_md.
183  */
184 struct lu_object_conf {
185         /**
186          * Some hints for obj find and alloc.
187          */
188         loc_flags_t     loc_flags;
189 };
190
191 /**
192  * Type of "printer" function used by lu_object_operations::loo_object_print()
193  * method.
194  *
195  * Printer function is needed to provide some flexibility in (semi-)debugging
196  * output: possible implementations: printk, CDEBUG, sysfs/seq_file
197  */
198 typedef int (*lu_printer_t)(const struct lu_env *env,
199                             void *cookie, const char *format, ...)
200         __attribute__ ((format (printf, 3, 4)));
201
202 /**
203  * Operations specific for particular lu_object.
204  */
205 struct lu_object_operations {
206
207         /**
208          * Allocate lower-layer parts of the object by calling
209          * lu_device_operations::ldo_object_alloc() of the corresponding
210          * underlying device.
211          *
212          * This method is called once for each object inserted into object
213          * stack. It's responsibility of this method to insert lower-layer
214          * object(s) it create into appropriate places of object stack.
215          */
216         int (*loo_object_init)(const struct lu_env *env,
217                                struct lu_object *o,
218                                const struct lu_object_conf *conf);
219         /**
220          * Called (in top-to-bottom order) during object allocation after all
221          * layers were allocated and initialized. Can be used to perform
222          * initialization depending on lower layers.
223          */
224         int (*loo_object_start)(const struct lu_env *env,
225                                 struct lu_object *o);
226         /**
227          * Called before lu_object_operations::loo_object_free() to signal
228          * that object is being destroyed. Dual to
229          * lu_object_operations::loo_object_init().
230          */
231         void (*loo_object_delete)(const struct lu_env *env,
232                                   struct lu_object *o);
233         /**
234          * Dual to lu_device_operations::ldo_object_alloc(). Called when
235          * object is removed from memory.
236          */
237         void (*loo_object_free)(const struct lu_env *env,
238                                 struct lu_object *o);
239         /**
240          * Called when last active reference to the object is released (and
241          * object returns to the cache). This method is optional.
242          */
243         void (*loo_object_release)(const struct lu_env *env,
244                                    struct lu_object *o);
245         /**
246          * Optional debugging helper. Print given object.
247          */
248         int (*loo_object_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
249                                 lu_printer_t p, const struct lu_object *o);
250         /**
251          * Optional debugging method. Returns true iff method is internally
252          * consistent.
253          */
254         int (*loo_object_invariant)(const struct lu_object *o);
255 };
256
257 /**
258  * Type of lu_device.
259  */
260 struct lu_device_type;
261
262 /**
263  * Device: a layer in the server side abstraction stacking.
264  */
265 struct lu_device {
266         /**
267          * reference count. This is incremented, in particular, on each object
268          * created at this layer.
269          *
270          * \todo XXX which means that atomic_t is probably too small.
271          */
272         atomic_t                           ld_ref;
273         /**
274          * Pointer to device type. Never modified once set.
275          */
276         struct lu_device_type             *ld_type;
277         /**
278          * Operation vector for this device.
279          */
280         const struct lu_device_operations *ld_ops;
281         /**
282          * Stack this device belongs to.
283          */
284         struct lu_site                    *ld_site;
285         struct proc_dir_entry             *ld_proc_entry;
286
287         /** \todo XXX: temporary back pointer into obd. */
288         struct obd_device                 *ld_obd;
289         /**
290          * A list of references to this object, for debugging.
291          */
292         struct lu_ref                      ld_reference;
293         /**
294          * Link the device to the site.
295          **/
296         struct list_head                   ld_linkage;
297 };
298
299 struct lu_device_type_operations;
300
301 /**
302  * Tag bits for device type. They are used to distinguish certain groups of
303  * device types.
304  */
305 enum lu_device_tag {
306         /** this is meta-data device */
307         LU_DEVICE_MD = (1 << 0),
308         /** this is data device */
309         LU_DEVICE_DT = (1 << 1),
310         /** data device in the client stack */
311         LU_DEVICE_CL = (1 << 2)
312 };
313
314 /**
315  * Type of device.
316  */
317 struct lu_device_type {
318         /**
319          * Tag bits. Taken from enum lu_device_tag. Never modified once set.
320          */
321         __u32                                   ldt_tags;
322         /**
323          * Name of this class. Unique system-wide. Never modified once set.
324          */
325         char                                   *ldt_name;
326         /**
327          * Operations for this type.
328          */
329         const struct lu_device_type_operations *ldt_ops;
330         /**
331          * \todo XXX: temporary pointer to associated obd_type.
332          */
333         struct obd_type                        *ldt_obd_type;
334         /**
335          * \todo XXX: temporary: context tags used by obd_*() calls.
336          */
337         __u32                                   ldt_ctx_tags;
338         /**
339          * Number of existing device type instances.
340          */
341         atomic_t                                ldt_device_nr;
342         /**
343          * Linkage into a global list of all device types.
344          *
345          * \see lu_device_types.
346          */
347         struct list_head                        ldt_linkage;
348 };
349
350 /**
351  * Operations on a device type.
352  */
353 struct lu_device_type_operations {
354         /**
355          * Allocate new device.
356          */
357         struct lu_device *(*ldto_device_alloc)(const struct lu_env *env,
358                                                struct lu_device_type *t,
359                                                struct lustre_cfg *lcfg);
360         /**
361          * Free device. Dual to
362          * lu_device_type_operations::ldto_device_alloc(). Returns pointer to
363          * the next device in the stack.
364          */
365         struct lu_device *(*ldto_device_free)(const struct lu_env *,
366                                               struct lu_device *);
367
368         /**
369          * Initialize the devices after allocation
370          */
371         int  (*ldto_device_init)(const struct lu_env *env,
372                                  struct lu_device *, const char *,
373                                  struct lu_device *);
374         /**
375          * Finalize device. Dual to
376          * lu_device_type_operations::ldto_device_init(). Returns pointer to
377          * the next device in the stack.
378          */
379         struct lu_device *(*ldto_device_fini)(const struct lu_env *env,
380                                               struct lu_device *);
381         /**
382          * Initialize device type. This is called on module load.
383          */
384         int  (*ldto_init)(struct lu_device_type *t);
385         /**
386          * Finalize device type. Dual to
387          * lu_device_type_operations::ldto_init(). Called on module unload.
388          */
389         void (*ldto_fini)(struct lu_device_type *t);
390         /**
391          * Called when the first device is created.
392          */
393         void (*ldto_start)(struct lu_device_type *t);
394         /**
395          * Called when number of devices drops to 0.
396          */
397         void (*ldto_stop)(struct lu_device_type *t);
398 };
399
400 static inline int lu_device_is_md(const struct lu_device *d)
401 {
402         return ergo(d != NULL, d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_MD);
403 }
404
405 /**
406  * Common object attributes.
407  */
408 struct lu_attr {
409         /** size in bytes */
410         __u64          la_size;
411         /** modification time in seconds since Epoch */
412         s64             la_mtime;
413         /** access time in seconds since Epoch */
414         s64             la_atime;
415         /** change time in seconds since Epoch */
416         s64             la_ctime;
417         /** 512-byte blocks allocated to object */
418         __u64          la_blocks;
419         /** permission bits and file type */
420         __u32          la_mode;
421         /** owner id */
422         __u32          la_uid;
423         /** group id */
424         __u32          la_gid;
425         /** object flags */
426         __u32          la_flags;
427         /** number of persistent references to this object */
428         __u32          la_nlink;
429         /** blk bits of the object*/
430         __u32          la_blkbits;
431         /** blk size of the object*/
432         __u32          la_blksize;
433         /** real device */
434         __u32          la_rdev;
435         /**
436          * valid bits
437          *
438          * \see enum la_valid
439          */
440         __u64          la_valid;
441 };
442
443 /** Bit-mask of valid attributes */
444 enum la_valid {
445         LA_ATIME = 1 << 0,
446         LA_MTIME = 1 << 1,
447         LA_CTIME = 1 << 2,
448         LA_SIZE  = 1 << 3,
449         LA_MODE  = 1 << 4,
450         LA_UID   = 1 << 5,
451         LA_GID   = 1 << 6,
452         LA_BLOCKS = 1 << 7,
453         LA_TYPE   = 1 << 8,
454         LA_FLAGS  = 1 << 9,
455         LA_NLINK  = 1 << 10,
456         LA_RDEV   = 1 << 11,
457         LA_BLKSIZE = 1 << 12,
458         LA_KILL_SUID = 1 << 13,
459         LA_KILL_SGID = 1 << 14,
460 };
461
462 /**
463  * Layer in the layered object.
464  */
465 struct lu_object {
466         /**
467          * Header for this object.
468          */
469         struct lu_object_header           *lo_header;
470         /**
471          * Device for this layer.
472          */
473         struct lu_device                  *lo_dev;
474         /**
475          * Operations for this object.
476          */
477         const struct lu_object_operations *lo_ops;
478         /**
479          * Linkage into list of all layers.
480          */
481         struct list_head                   lo_linkage;
482         /**
483          * Link to the device, for debugging.
484          */
485         struct lu_ref_link                 lo_dev_ref;
486 };
487
488 enum lu_object_header_flags {
489         /**
490          * Don't keep this object in cache. Object will be destroyed as soon
491          * as last reference to it is released. This flag cannot be cleared
492          * once set.
493          */
494         LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE = 0,
495         /**
496          * Mark this object has already been taken out of cache.
497          */
498         LU_OBJECT_UNHASHED = 1,
499 };
500
501 enum lu_object_header_attr {
502         LOHA_EXISTS   = 1 << 0,
503         LOHA_REMOTE   = 1 << 1,
504         /**
505          * UNIX file type is stored in S_IFMT bits.
506          */
507         LOHA_FT_START = 001 << 12, /**< S_IFIFO */
508         LOHA_FT_END   = 017 << 12, /**< S_IFMT */
509 };
510
511 /**
512  * "Compound" object, consisting of multiple layers.
513  *
514  * Compound object with given fid is unique with given lu_site.
515  *
516  * Note, that object does *not* necessary correspond to the real object in the
517  * persistent storage: object is an anchor for locking and method calling, so
518  * it is created for things like not-yet-existing child created by mkdir or
519  * create calls. lu_object_operations::loo_exists() can be used to check
520  * whether object is backed by persistent storage entity.
521  */
522 struct lu_object_header {
523         /**
524          * Fid, uniquely identifying this object.
525          */
526         struct lu_fid           loh_fid;
527         /**
528          * Object flags from enum lu_object_header_flags. Set and checked
529          * atomically.
530          */
531         unsigned long           loh_flags;
532         /**
533          * Object reference count. Protected by lu_site::ls_guard.
534          */
535         atomic_t                loh_ref;
536         /**
537          * Common object attributes, cached for efficiency. From enum
538          * lu_object_header_attr.
539          */
540         __u32                   loh_attr;
541         /**
542          * Linkage into per-site hash table. Protected by lu_site::ls_guard.
543          */
544         struct hlist_node       loh_hash;
545         /**
546          * Linkage into per-site LRU list. Protected by lu_site::ls_guard.
547          */
548         struct list_head        loh_lru;
549         /**
550          * Linkage into list of layers. Never modified once set (except lately
551          * during object destruction). No locking is necessary.
552          */
553         struct list_head        loh_layers;
554         /**
555          * A list of references to this object, for debugging.
556          */
557         struct lu_ref           loh_reference;
558 };
559
560 struct fld;
561
562 struct lu_site_bkt_data {
563         /**
564          * number of object in this bucket on the lsb_lru list.
565          */
566         long                    lsb_lru_len;
567         /**
568          * LRU list, updated on each access to object. Protected by
569          * bucket lock of lu_site::ls_obj_hash.
570          *
571          * "Cold" end of LRU is lu_site::ls_lru.next. Accessed object are
572          * moved to the lu_site::ls_lru.prev (this is due to the non-existence
573          * of list_for_each_entry_safe_reverse()).
574          */
575         struct list_head        lsb_lru;
576         /**
577          * Wait-queue signaled when an object in this site is ultimately
578          * destroyed (lu_object_free()). It is used by lu_object_find() to
579          * wait before re-trying when object in the process of destruction is
580          * found in the hash table.
581          *
582          * \see htable_lookup().
583          */
584         wait_queue_head_t       lsb_marche_funebre;
585 };
586
587 enum {
588         LU_SS_CREATED           = 0,
589         LU_SS_CACHE_HIT,
590         LU_SS_CACHE_MISS,
591         LU_SS_CACHE_RACE,
592         LU_SS_CACHE_DEATH_RACE,
593         LU_SS_LRU_PURGED,
594         LU_SS_LAST_STAT
595 };
596
597 /**
598  * lu_site is a "compartment" within which objects are unique, and LRU
599  * discipline is maintained.
600  *
601  * lu_site exists so that multiple layered stacks can co-exist in the same
602  * address space.
603  *
604  * lu_site has the same relation to lu_device as lu_object_header to
605  * lu_object.
606  */
607 struct lu_site {
608         /**
609          * objects hash table
610          */
611         struct cfs_hash         *ls_obj_hash;
612         /**
613          * index of bucket on hash table while purging
614          */
615         unsigned int            ls_purge_start;
616         /**
617          * Top-level device for this stack.
618          */
619         struct lu_device        *ls_top_dev;
620         /**
621          * Bottom-level device for this stack
622          */
623         struct lu_device        *ls_bottom_dev;
624         /**
625          * Linkage into global list of sites.
626          */
627         struct list_head        ls_linkage;
628         /**
629          * List for lu device for this site, protected
630          * by ls_ld_lock.
631          **/
632         struct list_head        ls_ld_linkage;
633         spinlock_t              ls_ld_lock;
634         /**
635          * Lock to serialize site purge.
636          */
637         struct mutex            ls_purge_mutex;
638         /**
639          * lu_site stats
640          */
641         struct lprocfs_stats    *ls_stats;
642         /**
643          * XXX: a hack! fld has to find md_site via site, remove when possible
644          */
645         struct seq_server_site  *ld_seq_site;
646         /**
647          * Pointer to the lu_target for this site.
648          */
649         struct lu_target        *ls_tgt;
650
651         /**
652          * Number of objects in lsb_lru_lists - used for shrinking
653          */
654         struct percpu_counter   ls_lru_len_counter;
655 };
656
657 static inline struct lu_site_bkt_data *
658 lu_site_bkt_from_fid(struct lu_site *site, struct lu_fid *fid)
659 {
660         struct cfs_hash_bd bd;
661
662         cfs_hash_bd_get(site->ls_obj_hash, fid, &bd);
663         return cfs_hash_bd_extra_get(site->ls_obj_hash, &bd);
664 }
665
666 static inline struct seq_server_site *lu_site2seq(const struct lu_site *s)
667 {
668         return s->ld_seq_site;
669 }
670
671 /** \name ctors
672  * Constructors/destructors.
673  * @{
674  */
675
676 int  lu_site_init         (struct lu_site *s, struct lu_device *d);
677 void lu_site_fini         (struct lu_site *s);
678 int  lu_site_init_finish  (struct lu_site *s);
679 void lu_stack_fini        (const struct lu_env *env, struct lu_device *top);
680 void lu_device_get        (struct lu_device *d);
681 void lu_device_put        (struct lu_device *d);
682 int  lu_device_init       (struct lu_device *d, struct lu_device_type *t);
683 void lu_device_fini       (struct lu_device *d);
684 int  lu_object_header_init(struct lu_object_header *h);
685 void lu_object_header_fini(struct lu_object_header *h);
686 int  lu_object_init       (struct lu_object *o,
687                            struct lu_object_header *h, struct lu_device *d);
688 void lu_object_fini       (struct lu_object *o);
689 void lu_object_add_top    (struct lu_object_header *h, struct lu_object *o);
690 void lu_object_add        (struct lu_object *before, struct lu_object *o);
691
692 void lu_dev_add_linkage(struct lu_site *s, struct lu_device *d);
693 void lu_dev_del_linkage(struct lu_site *s, struct lu_device *d);
694
695 /**
696  * Helpers to initialize and finalize device types.
697  */
698
699 int  lu_device_type_init(struct lu_device_type *ldt);
700 void lu_device_type_fini(struct lu_device_type *ldt);
701
702 /** @} ctors */
703
704 /** \name caching
705  * Caching and reference counting.
706  * @{
707  */
708
709 /**
710  * Acquire additional reference to the given object. This function is used to
711  * attain additional reference. To acquire initial reference use
712  * lu_object_find().
713  */
714 static inline void lu_object_get(struct lu_object *o)
715 {
716         LASSERT(atomic_read(&o->lo_header->loh_ref) > 0);
717         atomic_inc(&o->lo_header->loh_ref);
718 }
719
720 /**
721  * Return true of object will not be cached after last reference to it is
722  * released.
723  */
724 static inline int lu_object_is_dying(const struct lu_object_header *h)
725 {
726         return test_bit(LU_OBJECT_HEARD_BANSHEE, &h->loh_flags);
727 }
728
729 void lu_object_put(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
730 void lu_object_put_nocache(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
731 void lu_object_unhash(const struct lu_env *env, struct lu_object *o);
732 int lu_site_purge_objects(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, int nr,
733                           int canblock);
734
735 static inline int lu_site_purge(const struct lu_env *env, struct lu_site *s,
736                                 int nr)
737 {
738         return lu_site_purge_objects(env, s, nr, 1);
739 }
740
741 void lu_site_print(const struct lu_env *env, struct lu_site *s, void *cookie,
742                    lu_printer_t printer);
743 struct lu_object *lu_object_find(const struct lu_env *env,
744                                  struct lu_device *dev, const struct lu_fid *f,
745                                  const struct lu_object_conf *conf);
746 struct lu_object *lu_object_find_at(const struct lu_env *env,
747                                     struct lu_device *dev,
748                                     const struct lu_fid *f,
749                                     const struct lu_object_conf *conf);
750 struct lu_object *lu_object_find_slice(const struct lu_env *env,
751                                        struct lu_device *dev,
752                                        const struct lu_fid *f,
753                                        const struct lu_object_conf *conf);
754 /** @} caching */
755
756 /** \name helpers
757  * Helpers.
758  * @{
759  */
760
761 /**
762  * First (topmost) sub-object of given compound object
763  */
764 static inline struct lu_object *lu_object_top(struct lu_object_header *h)
765 {
766         LASSERT(!list_empty(&h->loh_layers));
767         return container_of0(h->loh_layers.next, struct lu_object, lo_linkage);
768 }
769
770 /**
771  * Next sub-object in the layering
772  */
773 static inline struct lu_object *lu_object_next(const struct lu_object *o)
774 {
775         return container_of0(o->lo_linkage.next, struct lu_object, lo_linkage);
776 }
777
778 /**
779  * Pointer to the fid of this object.
780  */
781 static inline const struct lu_fid *lu_object_fid(const struct lu_object *o)
782 {
783         return &o->lo_header->loh_fid;
784 }
785
786 /**
787  * return device operations vector for this object
788  */
789 static const inline struct lu_device_operations *
790 lu_object_ops(const struct lu_object *o)
791 {
792         return o->lo_dev->ld_ops;
793 }
794
795 /**
796  * Given a compound object, find its slice, corresponding to the device type
797  * \a dtype.
798  */
799 struct lu_object *lu_object_locate(struct lu_object_header *h,
800                                    const struct lu_device_type *dtype);
801
802 /**
803  * Printer function emitting messages through libcfs_debug_msg().
804  */
805 int lu_cdebug_printer(const struct lu_env *env,
806                       void *cookie, const char *format, ...);
807
808 /**
809  * Print object description followed by a user-supplied message.
810  */
811 #define LU_OBJECT_DEBUG(mask, env, object, format, ...)                   \
812 do {                                                                      \
813         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                     \
814                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);          \
815                 lu_object_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, object);\
816                 CDEBUG(mask, format "\n", ## __VA_ARGS__);                \
817         }                                                                 \
818 } while (0)
819
820 /**
821  * Print short object description followed by a user-supplied message.
822  */
823 #define LU_OBJECT_HEADER(mask, env, object, format, ...)                \
824 do {                                                                    \
825         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
826                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
827                 lu_object_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer,\
828                                        (object)->lo_header);            \
829                 lu_cdebug_printer(env, &msgdata, "\n");                 \
830                 CDEBUG(mask, format , ## __VA_ARGS__);                  \
831         }                                                               \
832 } while (0)
833
834 void lu_object_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
835                             lu_printer_t printer, const struct lu_object *o);
836 void lu_object_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
837                             lu_printer_t printer,
838                             const struct lu_object_header *hdr);
839
840 /**
841  * Check object consistency.
842  */
843 int lu_object_invariant(const struct lu_object *o);
844
845
846 /**
847  * Check whether object exists, no matter on local or remote storage.
848  * Note: LOHA_EXISTS will be set once some one created the object,
849  * and it does not needs to be committed to storage.
850  */
851 #define lu_object_exists(o) ((o)->lo_header->loh_attr & LOHA_EXISTS)
852
853 /**
854  * Check whether object on the remote storage.
855  */
856 #define lu_object_remote(o) unlikely((o)->lo_header->loh_attr & LOHA_REMOTE)
857
858 static inline int lu_object_assert_exists(const struct lu_object *o)
859 {
860         return lu_object_exists(o);
861 }
862
863 static inline int lu_object_assert_not_exists(const struct lu_object *o)
864 {
865         return !lu_object_exists(o);
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 void lu_object_ref_add(struct lu_object *o,
878                                      const char *scope,
879                                      const void *source)
880 {
881         lu_ref_add(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
882 }
883
884 static inline void lu_object_ref_add_at(struct lu_object *o,
885                                         struct lu_ref_link *link,
886                                         const char *scope,
887                                         const void *source)
888 {
889         lu_ref_add_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
890 }
891
892 static inline void lu_object_ref_del(struct lu_object *o,
893                                      const char *scope, const void *source)
894 {
895         lu_ref_del(&o->lo_header->loh_reference, scope, source);
896 }
897
898 static inline void lu_object_ref_del_at(struct lu_object *o,
899                                         struct lu_ref_link *link,
900                                         const char *scope, const void *source)
901 {
902         lu_ref_del_at(&o->lo_header->loh_reference, link, scope, source);
903 }
904
905 /** input params, should be filled out by mdt */
906 struct lu_rdpg {
907         /** hash */
908         __u64                   rp_hash;
909         /** count in bytes */
910         unsigned int            rp_count;
911         /** number of pages */
912         unsigned int            rp_npages;
913         /** requested attr */
914         __u32                   rp_attrs;
915         /** pointers to pages */
916         struct page           **rp_pages;
917 };
918
919 enum lu_xattr_flags {
920         LU_XATTR_REPLACE = (1 << 0),
921         LU_XATTR_CREATE  = (1 << 1)
922 };
923
924 /** @} helpers */
925
926 /** \name lu_context
927  * @{ */
928
929 /** For lu_context health-checks */
930 enum lu_context_state {
931         LCS_INITIALIZED = 1,
932         LCS_ENTERED,
933         LCS_LEFT,
934         LCS_FINALIZED
935 };
936
937 /**
938  * lu_context. Execution context for lu_object methods. Currently associated
939  * with thread.
940  *
941  * All lu_object methods, except device and device type methods (called during
942  * system initialization and shutdown) are executed "within" some
943  * lu_context. This means, that pointer to some "current" lu_context is passed
944  * as an argument to all methods.
945  *
946  * All service ptlrpc threads create lu_context as part of their
947  * initialization. It is possible to create "stand-alone" context for other
948  * execution environments (like system calls).
949  *
950  * lu_object methods mainly use lu_context through lu_context_key interface
951  * that allows each layer to associate arbitrary pieces of data with each
952  * context (see pthread_key_create(3) for similar interface).
953  *
954  * On a client, lu_context is bound to a thread, see cl_env_get().
955  *
956  * \see lu_context_key
957  */
958 struct lu_context {
959         /**
960          * lu_context is used on the client side too. Yet we don't want to
961          * allocate values of server-side keys for the client contexts and
962          * vice versa.
963          *
964          * To achieve this, set of tags in introduced. Contexts and keys are
965          * marked with tags. Key value are created only for context whose set
966          * of tags has non-empty intersection with one for key. Tags are taken
967          * from enum lu_context_tag.
968          */
969         __u32                  lc_tags;
970         enum lu_context_state  lc_state;
971         /**
972          * Pointer to the home service thread. NULL for other execution
973          * contexts.
974          */
975         struct ptlrpc_thread  *lc_thread;
976         /**
977          * Pointer to an array with key values. Internal implementation
978          * detail.
979          */
980         void                  **lc_value;
981         /**
982          * Linkage into a list of all remembered contexts. Only
983          * `non-transient' contexts, i.e., ones created for service threads
984          * are placed here.
985          */
986         struct list_head        lc_remember;
987         /**
988          * Version counter used to skip calls to lu_context_refill() when no
989          * keys were registered.
990          */
991         unsigned                lc_version;
992         /**
993          * Debugging cookie.
994          */
995         unsigned                lc_cookie;
996 };
997
998 /**
999  * lu_context_key interface. Similar to pthread_key.
1000  */
1001
1002 enum lu_context_tag {
1003         /**
1004          * Thread on md server
1005          */
1006         LCT_MD_THREAD = 1 << 0,
1007         /**
1008          * Thread on dt server
1009          */
1010         LCT_DT_THREAD = 1 << 1,
1011         /**
1012          * Context for transaction handle
1013          */
1014         LCT_TX_HANDLE = 1 << 2,
1015         /**
1016          * Thread on client
1017          */
1018         LCT_CL_THREAD = 1 << 3,
1019         /**
1020          * A per-request session on a server, and a per-system-call session on
1021          * a client.
1022          */
1023         LCT_SESSION   = 1 << 4,
1024         /**
1025          * A per-request data on OSP device
1026          */
1027         LCT_OSP_THREAD = 1 << 5,
1028         /**
1029          * MGS device thread
1030          */
1031         LCT_MG_THREAD = 1 << 6,
1032         /**
1033          * Context for local operations
1034          */
1035         LCT_LOCAL = 1 << 7,
1036         /**
1037          * session for server thread
1038          **/
1039         LCT_SERVER_SESSION = 1 << 8,
1040         /**
1041          * Set when at least one of keys, having values in this context has
1042          * non-NULL lu_context_key::lct_exit() method. This is used to
1043          * optimize lu_context_exit() call.
1044          */
1045         LCT_HAS_EXIT  = 1 << 28,
1046         /**
1047          * Don't add references for modules creating key values in that context.
1048          * This is only for contexts used internally by lu_object framework.
1049          */
1050         LCT_NOREF     = 1 << 29,
1051         /**
1052          * Key is being prepared for retiring, don't create new values for it.
1053          */
1054         LCT_QUIESCENT = 1 << 30,
1055         /**
1056          * Context should be remembered.
1057          */
1058         LCT_REMEMBER  = 1 << 31,
1059         /**
1060          * Contexts usable in cache shrinker thread.
1061          */
1062         LCT_SHRINKER  = LCT_MD_THREAD|LCT_DT_THREAD|LCT_CL_THREAD|LCT_NOREF
1063 };
1064
1065 /**
1066  * Key. Represents per-context value slot.
1067  *
1068  * Keys are usually registered when module owning the key is initialized, and
1069  * de-registered when module is unloaded. Once key is registered, all new
1070  * contexts with matching tags, will get key value. "Old" contexts, already
1071  * initialized at the time of key registration, can be forced to get key value
1072  * by calling lu_context_refill().
1073  *
1074  * Every key value is counted in lu_context_key::lct_used and acquires a
1075  * reference on an owning module. This means, that all key values have to be
1076  * destroyed before module can be unloaded. This is usually achieved by
1077  * stopping threads started by the module, that created contexts in their
1078  * entry functions. Situation is complicated by the threads shared by multiple
1079  * modules, like ptlrpcd daemon on a client. To work around this problem,
1080  * contexts, created in such threads, are `remembered' (see
1081  * LCT_REMEMBER)---i.e., added into a global list. When module is preparing
1082  * for unloading it does the following:
1083  *
1084  *     - marks its keys as `quiescent' (lu_context_tag::LCT_QUIESCENT)
1085  *       preventing new key values from being allocated in the new contexts,
1086  *       and
1087  *
1088  *     - scans a list of remembered contexts, destroying values of module
1089  *       keys, thus releasing references to the module.
1090  *
1091  * This is done by lu_context_key_quiesce(). If module is re-activated
1092  * before key has been de-registered, lu_context_key_revive() call clears
1093  * `quiescent' marker.
1094  *
1095  * lu_context code doesn't provide any internal synchronization for these
1096  * activities---it's assumed that startup (including threads start-up) and
1097  * shutdown are serialized by some external means.
1098  *
1099  * \see lu_context
1100  */
1101 struct lu_context_key {
1102         /**
1103          * Set of tags for which values of this key are to be instantiated.
1104          */
1105         __u32 lct_tags;
1106         /**
1107          * Value constructor. This is called when new value is created for a
1108          * context. Returns pointer to new value of error pointer.
1109          */
1110         void  *(*lct_init)(const struct lu_context *ctx,
1111                            struct lu_context_key *key);
1112         /**
1113          * Value destructor. Called when context with previously allocated
1114          * value of this slot is destroyed. \a data is a value that was returned
1115          * by a matching call to lu_context_key::lct_init().
1116          */
1117         void   (*lct_fini)(const struct lu_context *ctx,
1118                            struct lu_context_key *key, void *data);
1119         /**
1120          * Optional method called on lu_context_exit() for all allocated
1121          * keys. Can be used by debugging code checking that locks are
1122          * released, etc.
1123          */
1124         void   (*lct_exit)(const struct lu_context *ctx,
1125                            struct lu_context_key *key, void *data);
1126         /**
1127          * Internal implementation detail: index within lu_context::lc_value[]
1128          * reserved for this key.
1129          */
1130         int             lct_index;
1131         /**
1132          * Internal implementation detail: number of values created for this
1133          * key.
1134          */
1135         atomic_t        lct_used;
1136         /**
1137          * Internal implementation detail: module for this key.
1138          */
1139         struct module   *lct_owner;
1140         /**
1141          * References to this key. For debugging.
1142          */
1143         struct lu_ref   lct_reference;
1144 };
1145
1146 #define LU_KEY_INIT(mod, type)                                    \
1147         static void* mod##_key_init(const struct lu_context *ctx, \
1148                                     struct lu_context_key *key)   \
1149         {                                                         \
1150                 type *value;                                      \
1151                                                                   \
1152                 CLASSERT(PAGE_CACHE_SIZE >= sizeof (*value));       \
1153                                                                   \
1154                 OBD_ALLOC_PTR(value);                             \
1155                 if (value == NULL)                                \
1156                         value = ERR_PTR(-ENOMEM);                 \
1157                                                                   \
1158                 return value;                                     \
1159         }                                                         \
1160         struct __##mod##__dummy_init {;} /* semicolon catcher */
1161
1162 #define LU_KEY_FINI(mod, type)                                              \
1163         static void mod##_key_fini(const struct lu_context *ctx,            \
1164                                     struct lu_context_key *key, void* data) \
1165         {                                                                   \
1166                 type *info = data;                                          \
1167                                                                             \
1168                 OBD_FREE_PTR(info);                                         \
1169         }                                                                   \
1170         struct __##mod##__dummy_fini {;} /* semicolon catcher */
1171
1172 #define LU_KEY_INIT_FINI(mod, type)   \
1173         LU_KEY_INIT(mod,type);        \
1174         LU_KEY_FINI(mod,type)
1175
1176 #define LU_CONTEXT_KEY_DEFINE(mod, tags)                \
1177         struct lu_context_key mod##_thread_key = {      \
1178                 .lct_tags = tags,                       \
1179                 .lct_init = mod##_key_init,             \
1180                 .lct_fini = mod##_key_fini              \
1181         }
1182
1183 #define LU_CONTEXT_KEY_INIT(key)                        \
1184 do {                                                    \
1185         (key)->lct_owner = THIS_MODULE;                 \
1186 } while (0)
1187
1188 int   lu_context_key_register(struct lu_context_key *key);
1189 void  lu_context_key_degister(struct lu_context_key *key);
1190 void *lu_context_key_get     (const struct lu_context *ctx,
1191                                const struct lu_context_key *key);
1192 void  lu_context_key_quiesce (struct lu_context_key *key);
1193 void  lu_context_key_revive  (struct lu_context_key *key);
1194
1195
1196 /*
1197  * LU_KEY_INIT_GENERIC() has to be a macro to correctly determine an
1198  * owning module.
1199  */
1200
1201 #define LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1202         static void mod##_key_init_generic(struct lu_context_key *k, ...) \
1203         {                                                               \
1204                 struct lu_context_key *key = k;                         \
1205                 va_list args;                                           \
1206                                                                         \
1207                 va_start(args, k);                                      \
1208                 do {                                                    \
1209                         LU_CONTEXT_KEY_INIT(key);                       \
1210                         key = va_arg(args, struct lu_context_key *);    \
1211                 } while (key != NULL);                                  \
1212                 va_end(args);                                           \
1213         }
1214
1215 #define LU_TYPE_INIT(mod, ...)                                          \
1216         LU_KEY_INIT_GENERIC(mod)                                        \
1217         static int mod##_type_init(struct lu_device_type *t)            \
1218         {                                                               \
1219                 mod##_key_init_generic(__VA_ARGS__, NULL);              \
1220                 return lu_context_key_register_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1221         }                                                               \
1222         struct __##mod##_dummy_type_init {;}
1223
1224 #define LU_TYPE_FINI(mod, ...)                                          \
1225         static void mod##_type_fini(struct lu_device_type *t)           \
1226         {                                                               \
1227                 lu_context_key_degister_many(__VA_ARGS__, NULL);        \
1228         }                                                               \
1229         struct __##mod##_dummy_type_fini {;}
1230
1231 #define LU_TYPE_START(mod, ...)                                 \
1232         static void mod##_type_start(struct lu_device_type *t)  \
1233         {                                                       \
1234                 lu_context_key_revive_many(__VA_ARGS__, NULL);  \
1235         }                                                       \
1236         struct __##mod##_dummy_type_start {;}
1237
1238 #define LU_TYPE_STOP(mod, ...)                                  \
1239         static void mod##_type_stop(struct lu_device_type *t)   \
1240         {                                                       \
1241                 lu_context_key_quiesce_many(__VA_ARGS__, NULL); \
1242         }                                                       \
1243         struct __##mod##_dummy_type_stop {;}
1244
1245
1246
1247 #define LU_TYPE_INIT_FINI(mod, ...)             \
1248         LU_TYPE_INIT(mod, __VA_ARGS__);         \
1249         LU_TYPE_FINI(mod, __VA_ARGS__);         \
1250         LU_TYPE_START(mod, __VA_ARGS__);        \
1251         LU_TYPE_STOP(mod, __VA_ARGS__)
1252
1253 int   lu_context_init  (struct lu_context *ctx, __u32 tags);
1254 void  lu_context_fini  (struct lu_context *ctx);
1255 void  lu_context_enter (struct lu_context *ctx);
1256 void  lu_context_exit  (struct lu_context *ctx);
1257 int   lu_context_refill(struct lu_context *ctx);
1258
1259 /*
1260  * Helper functions to operate on multiple keys. These are used by the default
1261  * device type operations, defined by LU_TYPE_INIT_FINI().
1262  */
1263
1264 int  lu_context_key_register_many(struct lu_context_key *k, ...);
1265 void lu_context_key_degister_many(struct lu_context_key *k, ...);
1266 void lu_context_key_revive_many  (struct lu_context_key *k, ...);
1267 void lu_context_key_quiesce_many (struct lu_context_key *k, ...);
1268
1269 /*
1270  * update/clear ctx/ses tags.
1271  */
1272 void lu_context_tags_update(__u32 tags);
1273 void lu_context_tags_clear(__u32 tags);
1274 void lu_session_tags_update(__u32 tags);
1275 void lu_session_tags_clear(__u32 tags);
1276
1277 /**
1278  * Environment.
1279  */
1280 struct lu_env {
1281         /**
1282          * "Local" context, used to store data instead of stack.
1283          */
1284         struct lu_context  le_ctx;
1285         /**
1286          * "Session" context for per-request data.
1287          */
1288         struct lu_context *le_ses;
1289 };
1290
1291 int  lu_env_init  (struct lu_env *env, __u32 tags);
1292 void lu_env_fini  (struct lu_env *env);
1293 int  lu_env_refill(struct lu_env *env);
1294 int  lu_env_refill_by_tags(struct lu_env *env, __u32 ctags, __u32 stags);
1295
1296 /** @} lu_context */
1297
1298 /**
1299  * Output site statistical counters into a buffer. Suitable for
1300  * ll_rd_*()-style functions.
1301  */
1302 int lu_site_stats_seq_print(const struct lu_site *s, struct seq_file *m);
1303
1304 /**
1305  * Common name structure to be passed around for various name related methods.
1306  */
1307 struct lu_name {
1308         const char    *ln_name;
1309         int            ln_namelen;
1310 };
1311
1312 /**
1313  * Validate names (path components)
1314  *
1315  * To be valid \a name must be non-empty, '\0' terminated of length \a
1316  * name_len, and not contain '/'. The maximum length of a name (before
1317  * say -ENAMETOOLONG will be returned) is really controlled by llite
1318  * and the server. We only check for something insane coming from bad
1319  * integer handling here.
1320  */
1321 static inline bool lu_name_is_valid_2(const char *name, size_t name_len)
1322 {
1323         return name != NULL &&
1324                name_len > 0 &&
1325                name_len < INT_MAX &&
1326                name[name_len] == '\0' &&
1327                strlen(name) == name_len &&
1328                memchr(name, '/', name_len) == NULL;
1329 }
1330
1331 static inline bool lu_name_is_valid(const struct lu_name *ln)
1332 {
1333         return lu_name_is_valid_2(ln->ln_name, ln->ln_namelen);
1334 }
1335
1336 #define DNAME "%.*s"
1337 #define PNAME(ln)                                       \
1338         (lu_name_is_valid(ln) ? (ln)->ln_namelen : 0),  \
1339         (lu_name_is_valid(ln) ? (ln)->ln_name : "")
1340
1341 /**
1342  * Common buffer structure to be passed around for various xattr_{s,g}et()
1343  * methods.
1344  */
1345 struct lu_buf {
1346         void   *lb_buf;
1347         size_t  lb_len;
1348 };
1349
1350 #define DLUBUF "(%p %zu)"
1351 #define PLUBUF(buf) (buf)->lb_buf, (buf)->lb_len
1352
1353 /* read buffer params, should be filled out by out */
1354 struct lu_rdbuf {
1355         /** number of buffers */
1356         unsigned int    rb_nbufs;
1357         /** pointers to buffers */
1358         struct lu_buf   rb_bufs[];
1359 };
1360
1361 /**
1362  * One-time initializers, called at obdclass module initialization, not
1363  * exported.
1364  */
1365
1366 /**
1367  * Initialization of global lu_* data.
1368  */
1369 int lu_global_init(void);
1370
1371 /**
1372  * Dual to lu_global_init().
1373  */
1374 void lu_global_fini(void);
1375
1376 struct lu_kmem_descr {
1377         struct kmem_cache **ckd_cache;
1378         const char       *ckd_name;
1379         const size_t      ckd_size;
1380 };
1381
1382 int  lu_kmem_init(struct lu_kmem_descr *caches);
1383 void lu_kmem_fini(struct lu_kmem_descr *caches);
1384
1385 void lu_object_assign_fid(const struct lu_env *env, struct lu_object *o,
1386                           const struct lu_fid *fid);
1387 struct lu_object *lu_object_anon(const struct lu_env *env,
1388                                  struct lu_device *dev,
1389                                  const struct lu_object_conf *conf);
1390
1391 /** null buffer */
1392 extern struct lu_buf LU_BUF_NULL;
1393
1394 void lu_buf_free(struct lu_buf *buf);
1395 void lu_buf_alloc(struct lu_buf *buf, size_t size);
1396 void lu_buf_realloc(struct lu_buf *buf, size_t size);
1397
1398 int lu_buf_check_and_grow(struct lu_buf *buf, size_t len);
1399 struct lu_buf *lu_buf_check_and_alloc(struct lu_buf *buf, size_t len);
1400
1401 extern __u32 lu_context_tags_default;
1402 extern __u32 lu_session_tags_default;
1403
1404 static inline bool lu_device_is_cl(const struct lu_device *d)
1405 {
1406         return d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_CL;
1407 }
1408
1409 static inline bool lu_object_is_cl(const struct lu_object *o)
1410 {
1411         return lu_device_is_cl(o->lo_dev);
1412 }
1413
1414 /** @} lu */
1415 #endif /* __LUSTRE_LU_OBJECT_H */