Whamcloud - gitweb
LU-1346 libcfs: replace cfs_ memory wrappers
[fs/lustre-release.git] / lustre / llite / vvp_io.c
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) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
28  * Use is subject to license terms.
29  *
30  * Copyright (c) 2011, 2013, 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  * Implementation of cl_io for VVP layer.
37  *
38  *   Author: Nikita Danilov <nikita.danilov@sun.com>
39  *   Author: Jinshan Xiong <jinshan.xiong@whamcloud.com>
40  */
41
42 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LLITE
43
44 #ifndef __KERNEL__
45 # error This file is kernel only.
46 #endif
47
48 #include <obd.h>
49 #include <lustre_lite.h>
50
51 #include "vvp_internal.h"
52
53 static struct vvp_io *cl2vvp_io(const struct lu_env *env,
54                                 const struct cl_io_slice *slice);
55
56 /**
57  * True, if \a io is a normal io, False for sendfile() / splice_{read|write}
58  */
59 int cl_is_normalio(const struct lu_env *env, const struct cl_io *io)
60 {
61         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
62
63         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
64
65         return vio->cui_io_subtype == IO_NORMAL;
66 }
67
68 /**
69  * For swapping layout. The file's layout may have changed.
70  * To avoid populating pages to a wrong stripe, we have to verify the
71  * correctness of layout. It works because swapping layout processes
72  * have to acquire group lock.
73  */
74 static bool can_populate_pages(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
75                                 struct inode *inode)
76 {
77         struct ll_inode_info    *lli = ll_i2info(inode);
78         struct ccc_io           *cio = ccc_env_io(env);
79         bool rc = true;
80
81         switch (io->ci_type) {
82         case CIT_READ:
83         case CIT_WRITE:
84                 /* don't need lock here to check lli_layout_gen as we have held
85                  * extent lock and GROUP lock has to hold to swap layout */
86                 if (lli->lli_layout_gen != cio->cui_layout_gen) {
87                         io->ci_need_restart = 1;
88                         /* this will return application a short read/write */
89                         io->ci_continue = 0;
90                         rc = false;
91                 }
92         case CIT_FAULT:
93                 /* fault is okay because we've already had a page. */
94         default:
95                 break;
96         }
97
98         return rc;
99 }
100
101 /*****************************************************************************
102  *
103  * io operations.
104  *
105  */
106
107 static int vvp_io_fault_iter_init(const struct lu_env *env,
108                                   const struct cl_io_slice *ios)
109 {
110         struct vvp_io *vio   = cl2vvp_io(env, ios);
111         struct inode  *inode = ccc_object_inode(ios->cis_obj);
112
113         LASSERT(inode ==
114                 cl2ccc_io(env, ios)->cui_fd->fd_file->f_dentry->d_inode);
115         vio->u.fault.ft_mtime = LTIME_S(inode->i_mtime);
116         return 0;
117 }
118
119 static void vvp_io_fini(const struct lu_env *env, const struct cl_io_slice *ios)
120 {
121         struct cl_io     *io  = ios->cis_io;
122         struct cl_object *obj = io->ci_obj;
123         struct ccc_io    *cio = cl2ccc_io(env, ios);
124
125         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
126
127         CDEBUG(D_VFSTRACE, "ignore/verify layout %d/%d, layout version %d.\n",
128                 io->ci_ignore_layout, io->ci_verify_layout, cio->cui_layout_gen);
129
130         if (!io->ci_ignore_layout && io->ci_verify_layout) {
131                 __u32 gen = 0;
132
133                 /* check layout version */
134                 ll_layout_refresh(ccc_object_inode(obj), &gen);
135                 io->ci_need_restart = cio->cui_layout_gen != gen;
136                 if (io->ci_need_restart)
137                         CDEBUG(D_VFSTRACE, "layout changed from %d to %d.\n",
138                                 cio->cui_layout_gen, gen);
139         }
140 }
141
142 static void vvp_io_fault_fini(const struct lu_env *env,
143                               const struct cl_io_slice *ios)
144 {
145         struct cl_io   *io   = ios->cis_io;
146         struct cl_page *page = io->u.ci_fault.ft_page;
147
148         CLOBINVRNT(env, io->ci_obj, ccc_object_invariant(io->ci_obj));
149
150         if (page != NULL) {
151                 lu_ref_del(&page->cp_reference, "fault", io);
152                 cl_page_put(env, page);
153                 io->u.ci_fault.ft_page = NULL;
154         }
155         vvp_io_fini(env, ios);
156 }
157
158 enum cl_lock_mode vvp_mode_from_vma(struct vm_area_struct *vma)
159 {
160         /*
161          * we only want to hold PW locks if the mmap() can generate
162          * writes back to the file and that only happens in shared
163          * writable vmas
164          */
165         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
166                 return CLM_WRITE;
167         return CLM_READ;
168 }
169
170 static int vvp_mmap_locks(const struct lu_env *env,
171                           struct ccc_io *vio, struct cl_io *io)
172 {
173         struct ccc_thread_info *cti = ccc_env_info(env);
174         struct mm_struct       *mm = current->mm;
175         struct vm_area_struct  *vma;
176         struct cl_lock_descr   *descr = &cti->cti_descr;
177         ldlm_policy_data_t      policy;
178         unsigned long           addr;
179         unsigned long           seg;
180         ssize_t                 count;
181         int                     result;
182         ENTRY;
183
184         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
185
186         if (!cl_is_normalio(env, io))
187                 RETURN(0);
188
189         if (vio->cui_iov == NULL) /* nfs or loop back device write */
190                 RETURN(0);
191
192         /* No MM (e.g. NFS)? No vmas too. */
193         if (mm == NULL)
194                 RETURN(0);
195
196         for (seg = 0; seg < vio->cui_nrsegs; seg++) {
197                 const struct iovec *iv = &vio->cui_iov[seg];
198
199                 addr = (unsigned long)iv->iov_base;
200                 count = iv->iov_len;
201                 if (count == 0)
202                         continue;
203
204                 count += addr & (~CFS_PAGE_MASK);
205                 addr &= CFS_PAGE_MASK;
206
207                 down_read(&mm->mmap_sem);
208                 while((vma = our_vma(mm, addr, count)) != NULL) {
209                         struct inode *inode = vma->vm_file->f_dentry->d_inode;
210                         int flags = CEF_MUST;
211
212                         if (ll_file_nolock(vma->vm_file)) {
213                                 /*
214                                  * For no lock case, a lockless lock will be
215                                  * generated.
216                                  */
217                                 flags = CEF_NEVER;
218                         }
219
220                         /*
221                          * XXX: Required lock mode can be weakened: CIT_WRITE
222                          * io only ever reads user level buffer, and CIT_READ
223                          * only writes on it.
224                          */
225                         policy_from_vma(&policy, vma, addr, count);
226                         descr->cld_mode = vvp_mode_from_vma(vma);
227                         descr->cld_obj = ll_i2info(inode)->lli_clob;
228                         descr->cld_start = cl_index(descr->cld_obj,
229                                                     policy.l_extent.start);
230                         descr->cld_end = cl_index(descr->cld_obj,
231                                                   policy.l_extent.end);
232                         descr->cld_enq_flags = flags;
233                         result = cl_io_lock_alloc_add(env, io, descr);
234
235                         CDEBUG(D_VFSTRACE, "lock: %d: [%lu, %lu]\n",
236                                descr->cld_mode, descr->cld_start,
237                                descr->cld_end);
238
239                         if (result < 0)
240                                 RETURN(result);
241
242                         if (vma->vm_end - addr >= count)
243                                 break;
244
245                         count -= vma->vm_end - addr;
246                         addr = vma->vm_end;
247                 }
248                 up_read(&mm->mmap_sem);
249         }
250         RETURN(0);
251 }
252
253 static int vvp_io_rw_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
254                           enum cl_lock_mode mode, loff_t start, loff_t end)
255 {
256         struct ccc_io *cio = ccc_env_io(env);
257         int result;
258         int ast_flags = 0;
259
260         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
261         ENTRY;
262
263         ccc_io_update_iov(env, cio, io);
264
265         if (io->u.ci_rw.crw_nonblock)
266                 ast_flags |= CEF_NONBLOCK;
267         result = vvp_mmap_locks(env, cio, io);
268         if (result == 0)
269                 result = ccc_io_one_lock(env, io, ast_flags, mode, start, end);
270         RETURN(result);
271 }
272
273 static int vvp_io_read_lock(const struct lu_env *env,
274                             const struct cl_io_slice *ios)
275 {
276         struct cl_io         *io  = ios->cis_io;
277         struct ll_inode_info *lli = ll_i2info(ccc_object_inode(io->ci_obj));
278         int result;
279
280         ENTRY;
281         /* XXX: Layer violation, we shouldn't see lsm at llite level. */
282         if (lli->lli_has_smd) /* lsm-less file doesn't need to lock */
283                 result = vvp_io_rw_lock(env, io, CLM_READ,
284                                         io->u.ci_rd.rd.crw_pos,
285                                         io->u.ci_rd.rd.crw_pos +
286                                         io->u.ci_rd.rd.crw_count - 1);
287         else
288                 result = 0;
289         RETURN(result);
290 }
291
292 static int vvp_io_fault_lock(const struct lu_env *env,
293                              const struct cl_io_slice *ios)
294 {
295         struct cl_io *io   = ios->cis_io;
296         struct vvp_io *vio = cl2vvp_io(env, ios);
297         /*
298          * XXX LDLM_FL_CBPENDING
299          */
300         return ccc_io_one_lock_index
301                 (env, io, 0, vvp_mode_from_vma(vio->u.fault.ft_vma),
302                  io->u.ci_fault.ft_index, io->u.ci_fault.ft_index);
303 }
304
305 static int vvp_io_write_lock(const struct lu_env *env,
306                              const struct cl_io_slice *ios)
307 {
308         struct cl_io *io = ios->cis_io;
309         loff_t start;
310         loff_t end;
311
312         if (io->u.ci_wr.wr_append) {
313                 start = 0;
314                 end   = OBD_OBJECT_EOF;
315         } else {
316                 start = io->u.ci_wr.wr.crw_pos;
317                 end   = start + io->u.ci_wr.wr.crw_count - 1;
318         }
319         return vvp_io_rw_lock(env, io, CLM_WRITE, start, end);
320 }
321
322 static int vvp_io_setattr_iter_init(const struct lu_env *env,
323                                     const struct cl_io_slice *ios)
324 {
325         return 0;
326 }
327
328 /**
329  * Implementation of cl_io_operations::cio_lock() method for CIT_SETATTR io.
330  *
331  * Handles "lockless io" mode when extent locking is done by server.
332  */
333 static int vvp_io_setattr_lock(const struct lu_env *env,
334                                const struct cl_io_slice *ios)
335 {
336         struct ccc_io *cio = ccc_env_io(env);
337         struct cl_io  *io  = ios->cis_io;
338         __u64 new_size;
339         __u32 enqflags = 0;
340
341         if (cl_io_is_trunc(io)) {
342                 new_size = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_size;
343                 if (new_size == 0)
344                         enqflags = CEF_DISCARD_DATA;
345         } else {
346                 if ((io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_mtime >=
347                      io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_ctime) ||
348                     (io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_atime >=
349                      io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_ctime))
350                         return 0;
351                 new_size = 0;
352         }
353         cio->u.setattr.cui_local_lock = SETATTR_EXTENT_LOCK;
354         return ccc_io_one_lock(env, io, enqflags, CLM_WRITE,
355                                new_size, OBD_OBJECT_EOF);
356 }
357
358 static int vvp_do_vmtruncate(struct inode *inode, size_t size)
359 {
360         int     result;
361         loff_t oldsize;
362
363         /*
364          * Only ll_inode_size_lock is taken at this level.
365          */
366         ll_inode_size_lock(inode);
367         result = inode_newsize_ok(inode, size);
368         if (result < 0) {
369                 ll_inode_size_unlock(inode);
370                 return result;
371         }
372         oldsize = inode->i_size;
373         i_size_write(inode, size);
374
375         truncate_pagecache(inode, oldsize, size);
376         ll_inode_size_unlock(inode);
377         return result;
378 }
379
380 static int vvp_io_setattr_trunc(const struct lu_env *env,
381                                 const struct cl_io_slice *ios,
382                                 struct inode *inode, loff_t size)
383 {
384         inode_dio_wait(inode);
385         return 0;
386 }
387
388 static int vvp_io_setattr_time(const struct lu_env *env,
389                                const struct cl_io_slice *ios)
390 {
391         struct cl_io       *io    = ios->cis_io;
392         struct cl_object   *obj   = io->ci_obj;
393         struct cl_attr     *attr  = ccc_env_thread_attr(env);
394         int result;
395         unsigned valid = CAT_CTIME;
396
397         cl_object_attr_lock(obj);
398         attr->cat_ctime = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_ctime;
399         if (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_ATIME_SET) {
400                 attr->cat_atime = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_atime;
401                 valid |= CAT_ATIME;
402         }
403         if (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_MTIME_SET) {
404                 attr->cat_mtime = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_mtime;
405                 valid |= CAT_MTIME;
406         }
407         result = cl_object_attr_set(env, obj, attr, valid);
408         cl_object_attr_unlock(obj);
409
410         return result;
411 }
412
413 static int vvp_io_setattr_start(const struct lu_env *env,
414                                 const struct cl_io_slice *ios)
415 {
416         struct cl_io    *io    = ios->cis_io;
417         struct inode    *inode = ccc_object_inode(io->ci_obj);
418         int result = 0;
419
420         mutex_lock(&inode->i_mutex);
421         if (cl_io_is_trunc(io))
422                 result = vvp_io_setattr_trunc(env, ios, inode,
423                                         io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_size);
424         if (result == 0)
425                 result = vvp_io_setattr_time(env, ios);
426         return result;
427 }
428
429 static void vvp_io_setattr_end(const struct lu_env *env,
430                                const struct cl_io_slice *ios)
431 {
432         struct cl_io *io    = ios->cis_io;
433         struct inode *inode = ccc_object_inode(io->ci_obj);
434
435         if (cl_io_is_trunc(io)) {
436                 /* Truncate in memory pages - they must be clean pages
437                  * because osc has already notified to destroy osc_extents. */
438                 vvp_do_vmtruncate(inode, io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_size);
439                 inode_dio_write_done(inode);
440         }
441         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
442 }
443
444 static void vvp_io_setattr_fini(const struct lu_env *env,
445                                 const struct cl_io_slice *ios)
446 {
447         vvp_io_fini(env, ios);
448 }
449
450 #ifdef HAVE_FILE_READV
451 static ssize_t lustre_generic_file_read(struct file *file,
452                                         struct ccc_io *vio, loff_t *ppos)
453 {
454         return generic_file_readv(file, vio->cui_iov, vio->cui_nrsegs, ppos);
455 }
456
457 static ssize_t lustre_generic_file_write(struct file *file,
458                                          struct ccc_io *vio, loff_t *ppos)
459 {
460         return generic_file_writev(file, vio->cui_iov, vio->cui_nrsegs, ppos);
461 }
462 #else
463 static ssize_t lustre_generic_file_read(struct file *file,
464                                         struct ccc_io *vio, loff_t *ppos)
465 {
466         return generic_file_aio_read(vio->cui_iocb, vio->cui_iov,
467                                      vio->cui_nrsegs, *ppos);
468 }
469
470 static ssize_t lustre_generic_file_write(struct file *file,
471                                         struct ccc_io *vio, loff_t *ppos)
472 {
473         return generic_file_aio_write(vio->cui_iocb, vio->cui_iov,
474                                       vio->cui_nrsegs, *ppos);
475 }
476 #endif
477
478 static int vvp_io_read_start(const struct lu_env *env,
479                              const struct cl_io_slice *ios)
480 {
481         struct vvp_io     *vio   = cl2vvp_io(env, ios);
482         struct ccc_io     *cio   = cl2ccc_io(env, ios);
483         struct cl_io      *io    = ios->cis_io;
484         struct cl_object  *obj   = io->ci_obj;
485         struct inode      *inode = ccc_object_inode(obj);
486         struct ll_ra_read *bead  = &vio->cui_bead;
487         struct file       *file  = cio->cui_fd->fd_file;
488
489         int     result;
490         loff_t  pos = io->u.ci_rd.rd.crw_pos;
491         long    cnt = io->u.ci_rd.rd.crw_count;
492         long    tot = cio->cui_tot_count;
493         int     exceed = 0;
494
495         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
496
497         CDEBUG(D_VFSTRACE, "read: -> [%lli, %lli)\n", pos, pos + cnt);
498
499         if (!can_populate_pages(env, io, inode))
500                 return 0;
501
502         result = ccc_prep_size(env, obj, io, pos, tot, &exceed);
503         if (result != 0)
504                 return result;
505         else if (exceed != 0)
506                 goto out;
507
508         LU_OBJECT_HEADER(D_INODE, env, &obj->co_lu,
509                         "Read ino %lu, %lu bytes, offset %lld, size %llu\n",
510                         inode->i_ino, cnt, pos, i_size_read(inode));
511
512         /* turn off the kernel's read-ahead */
513         cio->cui_fd->fd_file->f_ra.ra_pages = 0;
514
515         /* initialize read-ahead window once per syscall */
516         if (!vio->cui_ra_window_set) {
517                 vio->cui_ra_window_set = 1;
518                 bead->lrr_start = cl_index(obj, pos);
519                 bead->lrr_count = cl_index(obj, tot + PAGE_CACHE_SIZE - 1);
520                 ll_ra_read_in(file, bead);
521         }
522
523         /* BUG: 5972 */
524         file_accessed(file);
525         switch (vio->cui_io_subtype) {
526         case IO_NORMAL:
527                  result = lustre_generic_file_read(file, cio, &pos);
528                  break;
529 #ifdef HAVE_KERNEL_SENDFILE
530         case IO_SENDFILE:
531                 result = generic_file_sendfile(file, &pos, cnt,
532                                 vio->u.sendfile.cui_actor,
533                                 vio->u.sendfile.cui_target);
534                 break;
535 #endif
536 #ifdef HAVE_KERNEL_SPLICE_READ
537         case IO_SPLICE:
538                 result = generic_file_splice_read(file, &pos,
539                                 vio->u.splice.cui_pipe, cnt,
540                                 vio->u.splice.cui_flags);
541                 /* LU-1109: do splice read stripe by stripe otherwise if it
542                  * may make nfsd stuck if this read occupied all internal pipe
543                  * buffers. */
544                 io->ci_continue = 0;
545                 break;
546 #endif
547         default:
548                 CERROR("Wrong IO type %u\n", vio->cui_io_subtype);
549                 LBUG();
550         }
551
552 out:
553         if (result >= 0) {
554                 if (result < cnt)
555                         io->ci_continue = 0;
556                 io->ci_nob += result;
557                 ll_rw_stats_tally(ll_i2sbi(inode), current->pid, cio->cui_fd,
558                                   pos, result, READ);
559                 result = 0;
560         }
561
562         return result;
563 }
564
565 static void vvp_io_read_fini(const struct lu_env *env, const struct cl_io_slice *ios)
566 {
567         struct vvp_io *vio = cl2vvp_io(env, ios);
568         struct ccc_io *cio = cl2ccc_io(env, ios);
569
570         if (vio->cui_ra_window_set)
571                 ll_ra_read_ex(cio->cui_fd->fd_file, &vio->cui_bead);
572
573         vvp_io_fini(env, ios);
574 }
575
576 static int vvp_io_write_start(const struct lu_env *env,
577                               const struct cl_io_slice *ios)
578 {
579         struct ccc_io      *cio   = cl2ccc_io(env, ios);
580         struct cl_io       *io    = ios->cis_io;
581         struct cl_object   *obj   = io->ci_obj;
582         struct inode       *inode = ccc_object_inode(obj);
583         struct file        *file  = cio->cui_fd->fd_file;
584         ssize_t result = 0;
585         loff_t pos = io->u.ci_wr.wr.crw_pos;
586         size_t cnt = io->u.ci_wr.wr.crw_count;
587
588         ENTRY;
589
590         if (!can_populate_pages(env, io, inode))
591                 return 0;
592
593         if (cl_io_is_append(io)) {
594                 /*
595                  * PARALLEL IO This has to be changed for parallel IO doing
596                  * out-of-order writes.
597                  */
598                 pos = io->u.ci_wr.wr.crw_pos = i_size_read(inode);
599 #ifndef HAVE_FILE_WRITEV
600                 cio->cui_iocb->ki_pos = pos;
601 #endif
602         }
603
604         CDEBUG(D_VFSTRACE, "write: [%lli, %lli)\n", pos, pos + (long long)cnt);
605
606         if (cio->cui_iov == NULL) /* from a temp io in ll_cl_init(). */
607                 result = 0;
608         else
609                 result = lustre_generic_file_write(file, cio, &pos);
610
611         if (result > 0) {
612                 if (result < cnt)
613                         io->ci_continue = 0;
614                 io->ci_nob += result;
615                 ll_rw_stats_tally(ll_i2sbi(inode), current->pid,
616                                   cio->cui_fd, pos, result, WRITE);
617                 result = 0;
618         }
619
620         RETURN(result);
621 }
622
623 #ifndef HAVE_VM_OP_FAULT
624 static int vvp_io_kernel_fault(struct vvp_fault_io *cfio)
625 {
626         struct page *vmpage;
627
628         vmpage = filemap_nopage(cfio->ft_vma, cfio->nopage.ft_address,
629                                 cfio->nopage.ft_type);
630
631         if (vmpage == NOPAGE_SIGBUS) {
632                 CDEBUG(D_PAGE, "got addr %lu type %lx - SIGBUS\n",
633                        cfio->nopage.ft_address,(long)cfio->nopage.ft_type);
634                 return -EFAULT;
635         } else if (vmpage == NOPAGE_OOM) {
636                 CDEBUG(D_PAGE, "got addr %lu type %lx - OOM\n",
637                        cfio->nopage.ft_address, (long)cfio->nopage.ft_type);
638                 return -ENOMEM;
639         }
640
641         LL_CDEBUG_PAGE(D_PAGE, vmpage, "got addr %lu type %lx\n",
642                        cfio->nopage.ft_address, (long)cfio->nopage.ft_type);
643
644         cfio->ft_vmpage = vmpage;
645         lock_page(vmpage);
646
647         return 0;
648 }
649 #else
650 static int vvp_io_kernel_fault(struct vvp_fault_io *cfio)
651 {
652         struct vm_fault *vmf = cfio->fault.ft_vmf;
653
654         cfio->fault.ft_flags = filemap_fault(cfio->ft_vma, vmf);
655
656         if (vmf->page) {
657                 LL_CDEBUG_PAGE(D_PAGE, vmf->page, "got addr %p type NOPAGE\n",
658                                vmf->virtual_address);
659                 if (unlikely(!(cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_LOCKED))) {
660                         lock_page(vmf->page);
661                         cfio->fault.ft_flags &= VM_FAULT_LOCKED;
662                 }
663
664                 cfio->ft_vmpage = vmf->page;
665                 return 0;
666         }
667
668         if (cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_SIGBUS) {
669                 CDEBUG(D_PAGE, "got addr %p - SIGBUS\n", vmf->virtual_address);
670                 return -EFAULT;
671         }
672
673         if (cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_OOM) {
674                 CDEBUG(D_PAGE, "got addr %p - OOM\n", vmf->virtual_address);
675                 return -ENOMEM;
676         }
677
678         if (cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_RETRY)
679                 return -EAGAIN;
680
681         CERROR("unknow error in page fault %d!\n", cfio->fault.ft_flags);
682         return -EINVAL;
683 }
684
685 #endif
686
687 static int vvp_io_fault_start(const struct lu_env *env,
688                               const struct cl_io_slice *ios)
689 {
690         struct vvp_io       *vio     = cl2vvp_io(env, ios);
691         struct cl_io        *io      = ios->cis_io;
692         struct cl_object    *obj     = io->ci_obj;
693         struct inode        *inode   = ccc_object_inode(obj);
694         struct cl_fault_io  *fio     = &io->u.ci_fault;
695         struct vvp_fault_io *cfio    = &vio->u.fault;
696         loff_t               offset;
697         int                  result  = 0;
698         struct page          *vmpage  = NULL;
699         struct cl_page      *page;
700         loff_t               size;
701         pgoff_t              last; /* last page in a file data region */
702
703         if (fio->ft_executable &&
704             LTIME_S(inode->i_mtime) != vio->u.fault.ft_mtime)
705                 CWARN("binary "DFID
706                       " changed while waiting for the page fault lock\n",
707                       PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)));
708
709         /* offset of the last byte on the page */
710         offset = cl_offset(obj, fio->ft_index + 1) - 1;
711         LASSERT(cl_index(obj, offset) == fio->ft_index);
712         result = ccc_prep_size(env, obj, io, 0, offset + 1, NULL);
713         if (result != 0)
714                 return result;
715
716         /* must return locked page */
717         if (fio->ft_mkwrite) {
718                 LASSERT(cfio->ft_vmpage != NULL);
719                 lock_page(cfio->ft_vmpage);
720         } else {
721                 result = vvp_io_kernel_fault(cfio);
722                 if (result != 0)
723                         return result;
724         }
725
726         vmpage = cfio->ft_vmpage;
727         LASSERT(PageLocked(vmpage));
728
729         if (OBD_FAIL_CHECK(OBD_FAIL_LLITE_FAULT_TRUNC_RACE))
730                 ll_invalidate_page(vmpage);
731
732         size = i_size_read(inode);
733         /* Though we have already held a cl_lock upon this page, but
734          * it still can be truncated locally. */
735         if (unlikely((vmpage->mapping != inode->i_mapping) ||
736                      (page_offset(vmpage) > size))) {
737                 CDEBUG(D_PAGE, "llite: fault and truncate race happened!\n");
738
739                 /* return +1 to stop cl_io_loop() and ll_fault() will catch
740                  * and retry. */
741                 GOTO(out, result = +1);
742         }
743
744
745         if (fio->ft_mkwrite ) {
746                 pgoff_t last_index;
747                 /*
748                  * Capture the size while holding the lli_trunc_sem from above
749                  * we want to make sure that we complete the mkwrite action
750                  * while holding this lock. We need to make sure that we are
751                  * not past the end of the file.
752                  */
753                 last_index = cl_index(obj, size - 1);
754                 if (last_index < fio->ft_index) {
755                         CDEBUG(D_PAGE,
756                                 "llite: mkwrite and truncate race happened: "
757                                 "%p: 0x%lx 0x%lx\n",
758                                 vmpage->mapping,fio->ft_index,last_index);
759                         /*
760                          * We need to return if we are
761                          * passed the end of the file. This will propagate
762                          * up the call stack to ll_page_mkwrite where
763                          * we will return VM_FAULT_NOPAGE. Any non-negative
764                          * value returned here will be silently
765                          * converted to 0. If the vmpage->mapping is null
766                          * the error code would be converted back to ENODATA
767                          * in ll_page_mkwrite0. Thus we return -ENODATA
768                          * to handle both cases
769                          */
770                         GOTO(out, result = -ENODATA);
771                 }
772         }
773
774         page = cl_page_find(env, obj, fio->ft_index, vmpage, CPT_CACHEABLE);
775         if (IS_ERR(page))
776                 GOTO(out, result = PTR_ERR(page));
777
778         /* if page is going to be written, we should add this page into cache
779          * earlier. */
780         if (fio->ft_mkwrite) {
781                 wait_on_page_writeback(vmpage);
782                 if (set_page_dirty(vmpage)) {
783                         struct ccc_page *cp;
784
785                         /* vvp_page_assume() calls wait_on_page_writeback(). */
786                         cl_page_assume(env, io, page);
787
788                         cp = cl2ccc_page(cl_page_at(page, &vvp_device_type));
789                         vvp_write_pending(cl2ccc(obj), cp);
790
791                         /* Do not set Dirty bit here so that in case IO is
792                          * started before the page is really made dirty, we
793                          * still have chance to detect it. */
794                         result = cl_page_cache_add(env, io, page, CRT_WRITE);
795                         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
796
797                         vmpage = NULL;
798                         if (result < 0) {
799                                 cl_page_unmap(env, io, page);
800                                 cl_page_discard(env, io, page);
801                                 cl_page_disown(env, io, page);
802
803                                 cl_page_put(env, page);
804
805                                 /* we're in big trouble, what can we do now? */
806                                 if (result == -EDQUOT)
807                                         result = -ENOSPC;
808                                 GOTO(out, result);
809                         } else
810                                 cl_page_disown(env, io, page);
811                 }
812         }
813
814         last = cl_index(obj, size - 1);
815         /*
816          * The ft_index is only used in the case of
817          * a mkwrite action. We need to check
818          * our assertions are correct, since
819          * we should have caught this above
820          */
821         LASSERT(!fio->ft_mkwrite || fio->ft_index <= last);
822         if (fio->ft_index == last)
823                 /*
824                  * Last page is mapped partially.
825                  */
826                 fio->ft_nob = size - cl_offset(obj, fio->ft_index);
827         else
828                 fio->ft_nob = cl_page_size(obj);
829
830         lu_ref_add(&page->cp_reference, "fault", io);
831         fio->ft_page = page;
832         EXIT;
833
834 out:
835         /* return unlocked vmpage to avoid deadlocking */
836         if (vmpage != NULL)
837                 unlock_page(vmpage);
838 #ifdef HAVE_VM_OP_FAULT
839         cfio->fault.ft_flags &= ~VM_FAULT_LOCKED;
840 #endif
841         return result;
842 }
843
844 static int vvp_io_fsync_start(const struct lu_env *env,
845                               const struct cl_io_slice *ios)
846 {
847         /* we should mark TOWRITE bit to each dirty page in radix tree to
848          * verify pages have been written, but this is difficult because of
849          * race. */
850         return 0;
851 }
852
853 static int vvp_io_read_page(const struct lu_env *env,
854                             const struct cl_io_slice *ios,
855                             const struct cl_page_slice *slice)
856 {
857         struct cl_io              *io     = ios->cis_io;
858         struct cl_object          *obj    = slice->cpl_obj;
859         struct ccc_page           *cp     = cl2ccc_page(slice);
860         struct cl_page            *page   = slice->cpl_page;
861         struct inode              *inode  = ccc_object_inode(obj);
862         struct ll_sb_info         *sbi    = ll_i2sbi(inode);
863         struct ll_file_data       *fd     = cl2ccc_io(env, ios)->cui_fd;
864         struct ll_readahead_state *ras    = &fd->fd_ras;
865         struct page                *vmpage = cp->cpg_page;
866         struct cl_2queue          *queue  = &io->ci_queue;
867         int rc;
868
869         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
870         LASSERT(slice->cpl_obj == obj);
871
872         ENTRY;
873
874         if (sbi->ll_ra_info.ra_max_pages_per_file &&
875             sbi->ll_ra_info.ra_max_pages)
876                 ras_update(sbi, inode, ras, page->cp_index,
877                            cp->cpg_defer_uptodate);
878
879         /* Sanity check whether the page is protected by a lock. */
880         rc = cl_page_is_under_lock(env, io, page);
881         if (rc != -EBUSY) {
882                 CL_PAGE_HEADER(D_WARNING, env, page, "%s: %d\n",
883                                rc == -ENODATA ? "without a lock" :
884                                "match failed", rc);
885                 if (rc != -ENODATA)
886                         RETURN(rc);
887         }
888
889         if (cp->cpg_defer_uptodate) {
890                 cp->cpg_ra_used = 1;
891                 cl_page_export(env, page, 1);
892         }
893         /*
894          * Add page into the queue even when it is marked uptodate above.
895          * this will unlock it automatically as part of cl_page_list_disown().
896          */
897         cl_2queue_add(queue, page);
898         if (sbi->ll_ra_info.ra_max_pages_per_file &&
899             sbi->ll_ra_info.ra_max_pages)
900                 ll_readahead(env, io, ras,
901                              vmpage->mapping, &queue->c2_qin, fd->fd_flags);
902
903         RETURN(0);
904 }
905
906 static int vvp_page_sync_io(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
907                             struct cl_page *page, struct ccc_page *cp,
908                             enum cl_req_type crt)
909 {
910         struct cl_2queue  *queue;
911         int result;
912
913         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
914
915         queue = &io->ci_queue;
916         cl_2queue_init_page(queue, page);
917
918         result = cl_io_submit_sync(env, io, crt, queue, 0);
919         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
920
921         if (crt == CRT_READ)
922                 /*
923                  * in CRT_WRITE case page is left locked even in case of
924                  * error.
925                  */
926                 cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
927         cl_2queue_fini(env, queue);
928
929         return result;
930 }
931
932 /**
933  * Prepare partially written-to page for a write.
934  */
935 static int vvp_io_prepare_partial(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
936                                   struct cl_object *obj, struct cl_page *pg,
937                                   struct ccc_page *cp,
938                                   unsigned from, unsigned to)
939 {
940         struct cl_attr *attr   = ccc_env_thread_attr(env);
941         loff_t          offset = cl_offset(obj, pg->cp_index);
942         int             result;
943
944         cl_object_attr_lock(obj);
945         result = cl_object_attr_get(env, obj, attr);
946         cl_object_attr_unlock(obj);
947         if (result == 0) {
948                 /*
949                  * If are writing to a new page, no need to read old data.
950                  * The extent locking will have updated the KMS, and for our
951                  * purposes here we can treat it like i_size.
952                  */
953                 if (attr->cat_kms <= offset) {
954                         char *kaddr = ll_kmap_atomic(cp->cpg_page, KM_USER0);
955
956                         memset(kaddr, 0, cl_page_size(obj));
957                         ll_kunmap_atomic(kaddr, KM_USER0);
958                 } else if (cp->cpg_defer_uptodate)
959                         cp->cpg_ra_used = 1;
960                 else
961                         result = vvp_page_sync_io(env, io, pg, cp, CRT_READ);
962                 /*
963                  * In older implementations, obdo_refresh_inode is called here
964                  * to update the inode because the write might modify the
965                  * object info at OST. However, this has been proven useless,
966                  * since LVB functions will be called when user space program
967                  * tries to retrieve inode attribute.  Also, see bug 15909 for
968                  * details. -jay
969                  */
970                 if (result == 0)
971                         cl_page_export(env, pg, 1);
972         }
973         return result;
974 }
975
976 static int vvp_io_prepare_write(const struct lu_env *env,
977                                 const struct cl_io_slice *ios,
978                                 const struct cl_page_slice *slice,
979                                 unsigned from, unsigned to)
980 {
981         struct cl_object *obj    = slice->cpl_obj;
982         struct ccc_page  *cp     = cl2ccc_page(slice);
983         struct cl_page   *pg     = slice->cpl_page;
984         struct page       *vmpage = cp->cpg_page;
985
986         int result;
987
988         ENTRY;
989
990         LINVRNT(cl_page_is_vmlocked(env, pg));
991         LASSERT(vmpage->mapping->host == ccc_object_inode(obj));
992
993         result = 0;
994
995         CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "preparing: [%d, %d]\n", from, to);
996         if (!PageUptodate(vmpage)) {
997                 /*
998                  * We're completely overwriting an existing page, so _don't_
999                  * set it up to date until commit_write
1000                  */
1001                 if (from == 0 && to == PAGE_CACHE_SIZE) {
1002                         CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "full page write\n");
1003                         POISON_PAGE(page, 0x11);
1004                 } else
1005                         result = vvp_io_prepare_partial(env, ios->cis_io, obj,
1006                                                         pg, cp, from, to);
1007         } else
1008                 CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "uptodate\n");
1009         RETURN(result);
1010 }
1011
1012 static int vvp_io_commit_write(const struct lu_env *env,
1013                                const struct cl_io_slice *ios,
1014                                const struct cl_page_slice *slice,
1015                                unsigned from, unsigned to)
1016 {
1017         struct cl_object  *obj    = slice->cpl_obj;
1018         struct cl_io      *io     = ios->cis_io;
1019         struct ccc_page   *cp     = cl2ccc_page(slice);
1020         struct cl_page    *pg     = slice->cpl_page;
1021         struct inode      *inode  = ccc_object_inode(obj);
1022         struct ll_sb_info *sbi    = ll_i2sbi(inode);
1023         struct ll_inode_info *lli = ll_i2info(inode);
1024         struct page        *vmpage = cp->cpg_page;
1025
1026         int    result;
1027         int    tallyop;
1028         loff_t size;
1029
1030         ENTRY;
1031
1032         LINVRNT(cl_page_is_vmlocked(env, pg));
1033         LASSERT(vmpage->mapping->host == inode);
1034
1035         LU_OBJECT_HEADER(D_INODE, env, &obj->co_lu, "commiting page write\n");
1036         CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "committing: [%d, %d]\n", from, to);
1037
1038         /*
1039          * queue a write for some time in the future the first time we
1040          * dirty the page.
1041          *
1042          * This is different from what other file systems do: they usually
1043          * just mark page (and some of its buffers) dirty and rely on
1044          * balance_dirty_pages() to start a write-back. Lustre wants write-back
1045          * to be started earlier for the following reasons:
1046          *
1047          *     (1) with a large number of clients we need to limit the amount
1048          *     of cached data on the clients a lot;
1049          *
1050          *     (2) large compute jobs generally want compute-only then io-only
1051          *     and the IO should complete as quickly as possible;
1052          *
1053          *     (3) IO is batched up to the RPC size and is async until the
1054          *     client max cache is hit
1055          *     (/proc/fs/lustre/osc/OSC.../max_dirty_mb)
1056          *
1057          */
1058         if (!PageDirty(vmpage)) {
1059                 tallyop = LPROC_LL_DIRTY_MISSES;
1060                 result = cl_page_cache_add(env, io, pg, CRT_WRITE);
1061                 if (result == 0) {
1062                         /* page was added into cache successfully. */
1063                         set_page_dirty(vmpage);
1064                         vvp_write_pending(cl2ccc(obj), cp);
1065                 } else if (result == -EDQUOT) {
1066                         pgoff_t last_index = i_size_read(inode) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1067                         bool need_clip = true;
1068
1069                         /*
1070                          * Client ran out of disk space grant. Possible
1071                          * strategies are:
1072                          *
1073                          *     (a) do a sync write, renewing grant;
1074                          *
1075                          *     (b) stop writing on this stripe, switch to the
1076                          *     next one.
1077                          *
1078                          * (b) is a part of "parallel io" design that is the
1079                          * ultimate goal. (a) is what "old" client did, and
1080                          * what the new code continues to do for the time
1081                          * being.
1082                          */
1083                         if (last_index > pg->cp_index) {
1084                                 to = PAGE_CACHE_SIZE;
1085                                 need_clip = false;
1086                         } else if (last_index == pg->cp_index) {
1087                                 int size_to = i_size_read(inode) & ~CFS_PAGE_MASK;
1088                                 if (to < size_to)
1089                                         to = size_to;
1090                         }
1091                         if (need_clip)
1092                                 cl_page_clip(env, pg, 0, to);
1093                         result = vvp_page_sync_io(env, io, pg, cp, CRT_WRITE);
1094                         if (result)
1095                                 CERROR("Write page %lu of inode %p failed %d\n",
1096                                        pg->cp_index, inode, result);
1097                 }
1098         } else {
1099                 tallyop = LPROC_LL_DIRTY_HITS;
1100                 result = 0;
1101         }
1102         ll_stats_ops_tally(sbi, tallyop, 1);
1103
1104         /* Inode should be marked DIRTY even if no new page was marked DIRTY
1105          * because page could have been not flushed between 2 modifications.
1106          * It is important the file is marked DIRTY as soon as the I/O is done
1107          * Indeed, when cache is flushed, file could be already closed and it
1108          * is too late to warn the MDT.
1109          * It is acceptable that file is marked DIRTY even if I/O is dropped
1110          * for some reasons before being flushed to OST.
1111          */
1112         if (result == 0) {
1113                 spin_lock(&lli->lli_lock);
1114                 lli->lli_flags |= LLIF_DATA_MODIFIED;
1115                 spin_unlock(&lli->lli_lock);
1116         }
1117
1118         size = cl_offset(obj, pg->cp_index) + to;
1119
1120         ll_inode_size_lock(inode);
1121         if (result == 0) {
1122                 if (size > i_size_read(inode)) {
1123                         cl_isize_write_nolock(inode, size);
1124                         CDEBUG(D_VFSTRACE, DFID" updating i_size %lu\n",
1125                                PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)),
1126                                (unsigned long)size);
1127                 }
1128                 cl_page_export(env, pg, 1);
1129         } else {
1130                 if (size > i_size_read(inode))
1131                         cl_page_discard(env, io, pg);
1132         }
1133         ll_inode_size_unlock(inode);
1134         RETURN(result);
1135 }
1136
1137 static const struct cl_io_operations vvp_io_ops = {
1138         .op = {
1139                 [CIT_READ] = {
1140                         .cio_fini      = vvp_io_read_fini,
1141                         .cio_lock      = vvp_io_read_lock,
1142                         .cio_start     = vvp_io_read_start,
1143                         .cio_advance   = ccc_io_advance
1144                 },
1145                 [CIT_WRITE] = {
1146                         .cio_fini      = vvp_io_fini,
1147                         .cio_lock      = vvp_io_write_lock,
1148                         .cio_start     = vvp_io_write_start,
1149                         .cio_advance   = ccc_io_advance
1150                 },
1151                 [CIT_SETATTR] = {
1152                         .cio_fini       = vvp_io_setattr_fini,
1153                         .cio_iter_init  = vvp_io_setattr_iter_init,
1154                         .cio_lock       = vvp_io_setattr_lock,
1155                         .cio_start      = vvp_io_setattr_start,
1156                         .cio_end        = vvp_io_setattr_end
1157                 },
1158                 [CIT_FAULT] = {
1159                         .cio_fini      = vvp_io_fault_fini,
1160                         .cio_iter_init = vvp_io_fault_iter_init,
1161                         .cio_lock      = vvp_io_fault_lock,
1162                         .cio_start     = vvp_io_fault_start,
1163                         .cio_end       = ccc_io_end
1164                 },
1165                 [CIT_FSYNC] = {
1166                         .cio_start  = vvp_io_fsync_start,
1167                         .cio_fini   = vvp_io_fini
1168                 },
1169                 [CIT_MISC] = {
1170                         .cio_fini   = vvp_io_fini
1171                 }
1172         },
1173         .cio_read_page     = vvp_io_read_page,
1174         .cio_prepare_write = vvp_io_prepare_write,
1175         .cio_commit_write  = vvp_io_commit_write
1176 };
1177
1178 int vvp_io_init(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
1179                 struct cl_io *io)
1180 {
1181         struct vvp_io      *vio   = vvp_env_io(env);
1182         struct ccc_io      *cio   = ccc_env_io(env);
1183         struct inode       *inode = ccc_object_inode(obj);
1184         int                 result;
1185
1186         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
1187         ENTRY;
1188
1189         CL_IO_SLICE_CLEAN(cio, cui_cl);
1190         cl_io_slice_add(io, &cio->cui_cl, obj, &vvp_io_ops);
1191         vio->cui_ra_window_set = 0;
1192         result = 0;
1193         if (io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE) {
1194                 size_t count;
1195                 struct ll_inode_info *lli = ll_i2info(inode);
1196
1197                 count = io->u.ci_rw.crw_count;
1198                 /* "If nbyte is 0, read() will return 0 and have no other
1199                  *  results."  -- Single Unix Spec */
1200                 if (count == 0)
1201                         result = 1;
1202                 else {
1203                         cio->cui_tot_count = count;
1204                         cio->cui_tot_nrsegs = 0;
1205                 }
1206                 /* for read/write, we store the jobid in the inode, and
1207                  * it'll be fetched by osc when building RPC.
1208                  *
1209                  * it's not accurate if the file is shared by different
1210                  * jobs.
1211                  */
1212                 lustre_get_jobid(lli->lli_jobid);
1213         } else if (io->ci_type == CIT_SETATTR) {
1214                 if (!cl_io_is_trunc(io))
1215                         io->ci_lockreq = CILR_MANDATORY;
1216         }
1217
1218         /* ignore layout change for generic CIT_MISC but not for glimpse.
1219          * io context for glimpse must set ci_verify_layout to true,
1220          * see cl_glimpse_size0() for details. */
1221         if (io->ci_type == CIT_MISC && !io->ci_verify_layout)
1222                 io->ci_ignore_layout = 1;
1223
1224         /* Enqueue layout lock and get layout version. We need to do this
1225          * even for operations requiring to open file, such as read and write,
1226          * because it might not grant layout lock in IT_OPEN. */
1227         if (result == 0 && !io->ci_ignore_layout) {
1228                 result = ll_layout_refresh(inode, &cio->cui_layout_gen);
1229                 if (result == -ENOENT)
1230                         /* If the inode on MDS has been removed, but the objects
1231                          * on OSTs haven't been destroyed (async unlink), layout
1232                          * fetch will return -ENOENT, we'd ingore this error
1233                          * and continue with dirty flush. LU-3230. */
1234                         result = 0;
1235                 if (result < 0)
1236                         CERROR("%s: refresh file layout " DFID " error %d.\n",
1237                                 ll_get_fsname(inode->i_sb, NULL, 0),
1238                                 PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)), result);
1239         }
1240
1241         RETURN(result);
1242 }
1243
1244 static struct vvp_io *cl2vvp_io(const struct lu_env *env,
1245                                 const struct cl_io_slice *slice)
1246 {
1247         /* Caling just for assertion */
1248         cl2ccc_io(env, slice);
1249         return vvp_env_io(env);
1250 }
1251