lustre/include/lu_ref.h

   1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; indent-tabs-mode: nil; -*-
   2  * vim:expandtab:shiftwidth=8:tabstop=8:
   3  *
   4  * Copyright 2008 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
   5  * Use is subject to license terms.
   6  *
   7  *   Author: Nikita Danilov <nikita.danilov@sun.com>
   8  *
   9  *   This file is part of Lustre, http://www.lustre.org.
  10  *
  11  *   Lustre is free software; you can redistribute it and/or
  12  *   modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
  13  *   License as published by the Free Software Foundation.
  14  *
  15  *   Lustre is distributed in the hope that it will be useful,
  16  *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  *   GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  *   You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  *   along with Lustre; if not, write to the Free Software
  22  *   Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  23  *
  24  */
  25
  26 #ifndef __LUSTRE_LU_REF_H
  27 #define __LUSTRE_LU_REF_H
  28
  29 #include <libcfs/list.h>
  30
  31 /** \defgroup lu_ref lu_ref
  32  *
  33  * An interface to track references between objects. Mostly for debugging.
  34  *
  35  * Suppose there is a reference counted data-structure struct foo. To track
  36  * who acquired references to instance of struct foo, add lu_ref field to it:
  37  *
  38  * \code
  39  *         struct foo {
  40  *                 atomic_t      foo_refcount;
  41  *                 struct lu_ref foo_reference;
  42  *                 ...
  43  *         };
  44  * \endcode
  45  *
  46  * foo::foo_reference has to be initialized by calling
  47  * lu_ref_init(). Typically there will be functions or macros to increment and
  48  * decrement foo::foo_refcount, let's say they are foo_get(struct foo *foo)
  49  * and foo_put(struct foo *foo), respectively.
  50  *
  51  * Whenever foo_get() is called to acquire a reference on a foo, lu_ref_add()
  52  * has to be called to insert into foo::foo_reference a record, describing
  53  * acquired reference. Dually, lu_ref_del() removes matching record. Typical
  54  * usages are:
  55  *
  56  * \code
  57  *        struct bar *bar;
  58  *
  59  *        // bar owns a reference to foo.
  60  *        bar->bar_foo = foo_get(foo);
  61  *        lu_ref_add(&foo->foo_reference, "bar", bar);
  62  *
  63  *        ...
  64  *
  65  *        // reference from bar to foo is released.
  66  *        lu_ref_del(&foo->foo_reference, "bar", bar);
  67  *        foo_put(bar->bar_foo);
  68  *
  69  *
  70  *        // current thread acquired a temporary reference to foo.
  71  *        foo_get(foo);
  72  *        lu_ref_add(&foo->reference, __FUNCTION__, cfs_current());
  73  *
  74  *        ...
  75  *
  76  *        // temporary reference is released.
  77  *        lu_ref_del(&foo->reference, __FUNCTION__, cfs_current());
  78  *        foo_put(foo);
  79  * \endcode
  80  *
  81  * \e Et \e cetera. Often it makes sense to include lu_ref_add() and
  82  * lu_ref_del() calls into foo_get() and foo_put(). When an instance of struct
  83  * foo is destroyed, lu_ref_fini() has to be called that checks that no
  84  * pending references remain. lu_ref_print() can be used to dump a list of
  85  * pending references, while hunting down a leak.
  86  *
  87  * For objects to which a large number of references can be acquired,
  88  * lu_ref_del() can become cpu consuming, as it has to scan the list of
  89  * references. To work around this, remember result of lu_ref_add() (usually
  90  * in the same place where pointer to struct foo is stored), and use
  91  * lu_ref_del_at():
  92  *
  93  * \code
  94  *        // There is a large number of bar's for a single foo.
  95  *        bar->bar_foo     = foo_get(foo);
  96  *        bar->bar_foo_ref = lu_ref_add(&foo->foo_reference, "bar", bar);
  97  *
  98  *        ...
  99  *
 100  *        // reference from bar to foo is released.
 101  *        lu_ref_del_at(&foo->foo_reference, bar->bar_foo_ref, "bar", bar);
 102  *        foo_put(bar->bar_foo);
 103  * \endcode
 104  *
 105  * lu_ref interface degrades gracefully in case of memory shortages.
 106  *
 107  * @{
 108  */
 109
 110 #ifdef USE_LU_REF
 111
 112 /* An incomplete type (defined locally in lu_ref.c) */
 113 struct lu_ref_link;
 114
 115 /**
 116  * Data-structure to keep track of references to a given object. This is used
 117  * for debugging.
 118  *
 119  * lu_ref is embedded into an object which other entities (objects, threads,
 120  * etc.) refer to.
 121  */
 122 struct lu_ref {
 123         /**
 124          * Spin-lock protecting lu_ref::lf_list.
 125          */
 126         cfs_spinlock_t       lf_guard;
 127         /**
 128          * List of all outstanding references (each represented by struct
 129          * lu_ref_link), pointing to this object.
 130          */
 131         cfs_list_t           lf_list;
 132         /**
 133          * # of links.
 134          */
 135         short                lf_refs;
 136         /**
 137          * Flag set when lu_ref_add() failed to allocate lu_ref_link. It is
 138          * used to mask spurious failure of the following lu_ref_del().
 139          */
 140         short                lf_failed;
 141         /**
 142          * flags - attribute for the lu_ref, for pad and future use.
 143          */
 144         short                lf_flags;
 145         /**
 146          * Where was I initialized?
 147          */
 148         short                lf_line;
 149         const char          *lf_func;
 150         /**
 151          * Linkage into a global list of all lu_ref's (lu_ref_refs).
 152          */
 153         cfs_list_t           lf_linkage;
 154 };
 155
 156 void lu_ref_init_loc(struct lu_ref *ref, const char *func, const int line);
 157 void lu_ref_fini    (struct lu_ref *ref);
 158 #define lu_ref_init(ref) lu_ref_init_loc(ref, __FUNCTION__, __LINE__)
 159
 160 struct lu_ref_link *lu_ref_add       (struct lu_ref *ref, const char *scope,
 161                                       const void *source);
 162 struct lu_ref_link *lu_ref_add_atomic(struct lu_ref *ref, const char *scope,
 163                                       const void *source);
 164 void lu_ref_del                      (struct lu_ref *ref, const char *scope,
 165                                       const void *source);
 166 void lu_ref_set_at                   (struct lu_ref *ref,
 167                                       struct lu_ref_link *link,
 168                                       const char *scope, const void *source0,
 169                                       const void *source1);
 170 void lu_ref_del_at                   (struct lu_ref *ref,
 171                                       struct lu_ref_link *link,
 172                                       const char *scope, const void *source);
 173 void lu_ref_print                    (const struct lu_ref *ref);
 174 void lu_ref_print_all                (void);
 175
 176 #else /* !USE_LU_REF */
 177
 178 struct lu_ref  {};
 179
 180 static inline void lu_ref_init(struct lu_ref *ref)
 181 {
 182 }
 183
 184 static inline void lu_ref_fini(struct lu_ref *ref)
 185 {
 186 }
 187
 188 static inline struct lu_ref_link *lu_ref_add(struct lu_ref *ref,
 189                                              const char *scope,
 190                                              const void *source)
 191 {
 192         return NULL;
 193 }
 194
 195 static inline struct lu_ref_link *lu_ref_add_atomic(struct lu_ref *ref,
 196                                                     const char *scope,
 197                                                     const void *source)
 198 {
 199         return NULL;
 200 }
 201
 202 static inline void lu_ref_del(struct lu_ref *ref, const char *scope,
 203                               const void *source)
 204 {
 205 }
 206
 207 static inline void lu_ref_set_at(struct lu_ref *ref, struct lu_ref_link *link,
 208                                  const char *scope, const void *source0,
 209                                  const void *source1)
 210 {
 211 }
 212
 213 static inline void lu_ref_del_at(struct lu_ref *ref, struct lu_ref_link *link,
 214                                  const char *scope, const void *source)
 215 {
 216 }
 217
 218 static inline int lu_ref_global_init(void)
 219 {
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 static inline void lu_ref_global_fini(void)
 224 {
 225 }
 226
 227 static inline void lu_ref_print(const struct lu_ref *ref)
 228 {
 229 }
 230
 231 static inline void lu_ref_print_all(void)
 232 {
 233 }
 234 #endif /* USE_LU_REF */
 235
 236 /** @} lu */
 237
 238 #endif /* __LUSTRE_LU_REF_H */