Whamcloud - gitweb
3a645171824d1599bf44a823dda863680e60805f
[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         /*
362          * Only ll_inode_size_lock is taken at this level.
363          */
364         ll_inode_size_lock(inode);
365         result = vmtruncate(inode, size);
366         ll_inode_size_unlock(inode);
367
368         return result;
369 }
370
371 static int vvp_io_setattr_trunc(const struct lu_env *env,
372                                 const struct cl_io_slice *ios,
373                                 struct inode *inode, loff_t size)
374 {
375         inode_dio_wait(inode);
376         return 0;
377 }
378
379 static int vvp_io_setattr_time(const struct lu_env *env,
380                                const struct cl_io_slice *ios)
381 {
382         struct cl_io       *io    = ios->cis_io;
383         struct cl_object   *obj   = io->ci_obj;
384         struct cl_attr     *attr  = ccc_env_thread_attr(env);
385         int result;
386         unsigned valid = CAT_CTIME;
387
388         cl_object_attr_lock(obj);
389         attr->cat_ctime = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_ctime;
390         if (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_ATIME_SET) {
391                 attr->cat_atime = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_atime;
392                 valid |= CAT_ATIME;
393         }
394         if (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_MTIME_SET) {
395                 attr->cat_mtime = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_mtime;
396                 valid |= CAT_MTIME;
397         }
398         result = cl_object_attr_set(env, obj, attr, valid);
399         cl_object_attr_unlock(obj);
400
401         return result;
402 }
403
404 static int vvp_io_setattr_start(const struct lu_env *env,
405                                 const struct cl_io_slice *ios)
406 {
407         struct cl_io    *io    = ios->cis_io;
408         struct inode    *inode = ccc_object_inode(io->ci_obj);
409
410         mutex_lock(&inode->i_mutex);
411         if (cl_io_is_trunc(io))
412                 return vvp_io_setattr_trunc(env, ios, inode,
413                                             io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_size);
414         else
415                 return vvp_io_setattr_time(env, ios);
416 }
417
418 static void vvp_io_setattr_end(const struct lu_env *env,
419                                const struct cl_io_slice *ios)
420 {
421         struct cl_io *io    = ios->cis_io;
422         struct inode *inode = ccc_object_inode(io->ci_obj);
423
424         if (cl_io_is_trunc(io)) {
425                 /* Truncate in memory pages - they must be clean pages
426                  * because osc has already notified to destroy osc_extents. */
427                 vvp_do_vmtruncate(inode, io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_size);
428                 inode_dio_write_done(inode);
429         }
430         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
431 }
432
433 static void vvp_io_setattr_fini(const struct lu_env *env,
434                                 const struct cl_io_slice *ios)
435 {
436         vvp_io_fini(env, ios);
437 }
438
439 #ifdef HAVE_FILE_READV
440 static ssize_t lustre_generic_file_read(struct file *file,
441                                         struct ccc_io *vio, loff_t *ppos)
442 {
443         return generic_file_readv(file, vio->cui_iov, vio->cui_nrsegs, ppos);
444 }
445
446 static ssize_t lustre_generic_file_write(struct file *file,
447                                          struct ccc_io *vio, loff_t *ppos)
448 {
449         return generic_file_writev(file, vio->cui_iov, vio->cui_nrsegs, ppos);
450 }
451 #else
452 static ssize_t lustre_generic_file_read(struct file *file,
453                                         struct ccc_io *vio, loff_t *ppos)
454 {
455         return generic_file_aio_read(vio->cui_iocb, vio->cui_iov,
456                                      vio->cui_nrsegs, *ppos);
457 }
458
459 static ssize_t lustre_generic_file_write(struct file *file,
460                                         struct ccc_io *vio, loff_t *ppos)
461 {
462         return generic_file_aio_write(vio->cui_iocb, vio->cui_iov,
463                                       vio->cui_nrsegs, *ppos);
464 }
465 #endif
466
467 static int vvp_io_read_start(const struct lu_env *env,
468                              const struct cl_io_slice *ios)
469 {
470         struct vvp_io     *vio   = cl2vvp_io(env, ios);
471         struct ccc_io     *cio   = cl2ccc_io(env, ios);
472         struct cl_io      *io    = ios->cis_io;
473         struct cl_object  *obj   = io->ci_obj;
474         struct inode      *inode = ccc_object_inode(obj);
475         struct ll_ra_read *bead  = &vio->cui_bead;
476         struct file       *file  = cio->cui_fd->fd_file;
477
478         int     result;
479         loff_t  pos = io->u.ci_rd.rd.crw_pos;
480         long    cnt = io->u.ci_rd.rd.crw_count;
481         long    tot = cio->cui_tot_count;
482         int     exceed = 0;
483
484         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
485
486         CDEBUG(D_VFSTRACE, "read: -> [%lli, %lli)\n", pos, pos + cnt);
487
488         if (!can_populate_pages(env, io, inode))
489                 return 0;
490
491         result = ccc_prep_size(env, obj, io, pos, tot, &exceed);
492         if (result != 0)
493                 return result;
494         else if (exceed != 0)
495                 goto out;
496
497         LU_OBJECT_HEADER(D_INODE, env, &obj->co_lu,
498                         "Read ino %lu, %lu bytes, offset %lld, size %llu\n",
499                         inode->i_ino, cnt, pos, i_size_read(inode));
500
501         /* turn off the kernel's read-ahead */
502         cio->cui_fd->fd_file->f_ra.ra_pages = 0;
503
504         /* initialize read-ahead window once per syscall */
505         if (!vio->cui_ra_window_set) {
506                 vio->cui_ra_window_set = 1;
507                 bead->lrr_start = cl_index(obj, pos);
508                 /*
509                  * XXX: explicit CFS_PAGE_SIZE
510                  */
511                 bead->lrr_count = cl_index(obj, tot + CFS_PAGE_SIZE - 1);
512                 ll_ra_read_in(file, bead);
513         }
514
515         /* BUG: 5972 */
516         file_accessed(file);
517         switch (vio->cui_io_subtype) {
518         case IO_NORMAL:
519                  result = lustre_generic_file_read(file, cio, &pos);
520                  break;
521 #ifdef HAVE_KERNEL_SENDFILE
522         case IO_SENDFILE:
523                 result = generic_file_sendfile(file, &pos, cnt,
524                                 vio->u.sendfile.cui_actor,
525                                 vio->u.sendfile.cui_target);
526                 break;
527 #endif
528 #ifdef HAVE_KERNEL_SPLICE_READ
529         case IO_SPLICE:
530                 result = generic_file_splice_read(file, &pos,
531                                 vio->u.splice.cui_pipe, cnt,
532                                 vio->u.splice.cui_flags);
533                 /* LU-1109: do splice read stripe by stripe otherwise if it
534                  * may make nfsd stuck if this read occupied all internal pipe
535                  * buffers. */
536                 io->ci_continue = 0;
537                 break;
538 #endif
539         default:
540                 CERROR("Wrong IO type %u\n", vio->cui_io_subtype);
541                 LBUG();
542         }
543
544 out:
545         if (result >= 0) {
546                 if (result < cnt)
547                         io->ci_continue = 0;
548                 io->ci_nob += result;
549                 ll_rw_stats_tally(ll_i2sbi(inode), current->pid,
550                                   cio->cui_fd, pos, result, 0);
551                 result = 0;
552         }
553         return result;
554 }
555
556 static void vvp_io_read_fini(const struct lu_env *env, const struct cl_io_slice *ios)
557 {
558         struct vvp_io *vio = cl2vvp_io(env, ios);
559         struct ccc_io *cio = cl2ccc_io(env, ios);
560
561         if (vio->cui_ra_window_set)
562                 ll_ra_read_ex(cio->cui_fd->fd_file, &vio->cui_bead);
563
564         vvp_io_fini(env, ios);
565 }
566
567 static int vvp_io_write_start(const struct lu_env *env,
568                               const struct cl_io_slice *ios)
569 {
570         struct ccc_io      *cio   = cl2ccc_io(env, ios);
571         struct cl_io       *io    = ios->cis_io;
572         struct cl_object   *obj   = io->ci_obj;
573         struct inode       *inode = ccc_object_inode(obj);
574         struct file        *file  = cio->cui_fd->fd_file;
575         ssize_t result = 0;
576         loff_t pos = io->u.ci_wr.wr.crw_pos;
577         size_t cnt = io->u.ci_wr.wr.crw_count;
578
579         ENTRY;
580
581         if (!can_populate_pages(env, io, inode))
582                 return 0;
583
584         if (cl_io_is_append(io)) {
585                 /*
586                  * PARALLEL IO This has to be changed for parallel IO doing
587                  * out-of-order writes.
588                  */
589                 pos = io->u.ci_wr.wr.crw_pos = i_size_read(inode);
590 #ifndef HAVE_FILE_WRITEV
591                 cio->cui_iocb->ki_pos = pos;
592 #endif
593         }
594
595         CDEBUG(D_VFSTRACE, "write: [%lli, %lli)\n", pos, pos + (long long)cnt);
596
597         if (cio->cui_iov == NULL) /* from a temp io in ll_cl_init(). */
598                 result = 0;
599         else
600                 result = lustre_generic_file_write(file, cio, &pos);
601
602         if (result > 0) {
603                 if (result < cnt)
604                         io->ci_continue = 0;
605                 io->ci_nob += result;
606                 ll_rw_stats_tally(ll_i2sbi(inode), current->pid,
607                                   cio->cui_fd, pos, result, 0);
608                 result = 0;
609         }
610         RETURN(result);
611 }
612
613 #ifndef HAVE_VM_OP_FAULT
614 static int vvp_io_kernel_fault(struct vvp_fault_io *cfio)
615 {
616         cfs_page_t *vmpage;
617
618         vmpage = filemap_nopage(cfio->ft_vma, cfio->nopage.ft_address,
619                                 cfio->nopage.ft_type);
620
621         if (vmpage == NOPAGE_SIGBUS) {
622                 CDEBUG(D_PAGE, "got addr %lu type %lx - SIGBUS\n",
623                        cfio->nopage.ft_address,(long)cfio->nopage.ft_type);
624                 return -EFAULT;
625         } else if (vmpage == NOPAGE_OOM) {
626                 CDEBUG(D_PAGE, "got addr %lu type %lx - OOM\n",
627                        cfio->nopage.ft_address, (long)cfio->nopage.ft_type);
628                 return -ENOMEM;
629         }
630
631         LL_CDEBUG_PAGE(D_PAGE, vmpage, "got addr %lu type %lx\n",
632                        cfio->nopage.ft_address, (long)cfio->nopage.ft_type);
633
634         cfio->ft_vmpage = vmpage;
635         lock_page(vmpage);
636
637         return 0;
638 }
639 #else
640 static int vvp_io_kernel_fault(struct vvp_fault_io *cfio)
641 {
642         struct vm_fault *vmf = cfio->fault.ft_vmf;
643
644         cfio->fault.ft_flags = filemap_fault(cfio->ft_vma, vmf);
645
646         if (vmf->page) {
647                 LL_CDEBUG_PAGE(D_PAGE, vmf->page, "got addr %p type NOPAGE\n",
648                                vmf->virtual_address);
649                 if (unlikely(!(cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_LOCKED))) {
650                         lock_page(vmf->page);
651                         cfio->fault.ft_flags &= VM_FAULT_LOCKED;
652                 }
653
654                 cfio->ft_vmpage = vmf->page;
655                 return 0;
656         }
657
658         if (cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_SIGBUS) {
659                 CDEBUG(D_PAGE, "got addr %p - SIGBUS\n", vmf->virtual_address);
660                 return -EFAULT;
661         }
662
663         if (cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_OOM) {
664                 CDEBUG(D_PAGE, "got addr %p - OOM\n", vmf->virtual_address);
665                 return -ENOMEM;
666         }
667
668         if (cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_RETRY)
669                 return -EAGAIN;
670
671         CERROR("unknow error in page fault %d!\n", cfio->fault.ft_flags);
672         return -EINVAL;
673 }
674
675 #endif
676
677 static int vvp_io_fault_start(const struct lu_env *env,
678                               const struct cl_io_slice *ios)
679 {
680         struct vvp_io       *vio     = cl2vvp_io(env, ios);
681         struct cl_io        *io      = ios->cis_io;
682         struct cl_object    *obj     = io->ci_obj;
683         struct inode        *inode   = ccc_object_inode(obj);
684         struct cl_fault_io  *fio     = &io->u.ci_fault;
685         struct vvp_fault_io *cfio    = &vio->u.fault;
686         loff_t               offset;
687         int                  result  = 0;
688         cfs_page_t          *vmpage  = NULL;
689         struct cl_page      *page;
690         loff_t               size;
691         pgoff_t              last; /* last page in a file data region */
692
693         if (fio->ft_executable &&
694             LTIME_S(inode->i_mtime) != vio->u.fault.ft_mtime)
695                 CWARN("binary "DFID
696                       " changed while waiting for the page fault lock\n",
697                       PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)));
698
699         /* offset of the last byte on the page */
700         offset = cl_offset(obj, fio->ft_index + 1) - 1;
701         LASSERT(cl_index(obj, offset) == fio->ft_index);
702         result = ccc_prep_size(env, obj, io, 0, offset + 1, NULL);
703         if (result != 0)
704                 return result;
705
706         /* must return locked page */
707         if (fio->ft_mkwrite) {
708                 LASSERT(cfio->ft_vmpage != NULL);
709                 lock_page(cfio->ft_vmpage);
710         } else {
711                 result = vvp_io_kernel_fault(cfio);
712                 if (result != 0)
713                         return result;
714         }
715
716         vmpage = cfio->ft_vmpage;
717         LASSERT(PageLocked(vmpage));
718
719         if (OBD_FAIL_CHECK(OBD_FAIL_LLITE_FAULT_TRUNC_RACE))
720                 ll_invalidate_page(vmpage);
721
722         size = i_size_read(inode);
723         /* Though we have already held a cl_lock upon this page, but
724          * it still can be truncated locally. */
725         if (unlikely((vmpage->mapping != inode->i_mapping) ||
726                      (page_offset(vmpage) > size))) {
727                 CDEBUG(D_PAGE, "llite: fault and truncate race happened!\n");
728
729                 /* return +1 to stop cl_io_loop() and ll_fault() will catch
730                  * and retry. */
731                 GOTO(out, result = +1);
732         }
733
734
735         if (fio->ft_mkwrite ) {
736                 pgoff_t last_index;
737                 /*
738                  * Capture the size while holding the lli_trunc_sem from above
739                  * we want to make sure that we complete the mkwrite action
740                  * while holding this lock. We need to make sure that we are
741                  * not past the end of the file.
742                  */
743                 last_index = cl_index(obj, size - 1);
744                 if (last_index < fio->ft_index) {
745                         CDEBUG(D_PAGE,
746                                 "llite: mkwrite and truncate race happened: "
747                                 "%p: 0x%lx 0x%lx\n",
748                                 vmpage->mapping,fio->ft_index,last_index);
749                         /*
750                          * We need to return if we are
751                          * passed the end of the file. This will propagate
752                          * up the call stack to ll_page_mkwrite where
753                          * we will return VM_FAULT_NOPAGE. Any non-negative
754                          * value returned here will be silently
755                          * converted to 0. If the vmpage->mapping is null
756                          * the error code would be converted back to ENODATA
757                          * in ll_page_mkwrite0. Thus we return -ENODATA
758                          * to handle both cases
759                          */
760                         GOTO(out, result = -ENODATA);
761                 }
762         }
763
764         page = cl_page_find(env, obj, fio->ft_index, vmpage, CPT_CACHEABLE);
765         if (IS_ERR(page))
766                 GOTO(out, result = PTR_ERR(page));
767
768         /* if page is going to be written, we should add this page into cache
769          * earlier. */
770         if (fio->ft_mkwrite) {
771                 wait_on_page_writeback(vmpage);
772                 if (set_page_dirty(vmpage)) {
773                         struct ccc_page *cp;
774
775                         /* vvp_page_assume() calls wait_on_page_writeback(). */
776                         cl_page_assume(env, io, page);
777
778                         cp = cl2ccc_page(cl_page_at(page, &vvp_device_type));
779                         vvp_write_pending(cl2ccc(obj), cp);
780
781                         /* Do not set Dirty bit here so that in case IO is
782                          * started before the page is really made dirty, we
783                          * still have chance to detect it. */
784                         result = cl_page_cache_add(env, io, page, CRT_WRITE);
785                         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
786
787                         vmpage = NULL;
788                         if (result < 0) {
789                                 cl_page_unmap(env, io, page);
790                                 cl_page_discard(env, io, page);
791                                 cl_page_disown(env, io, page);
792
793                                 cl_page_put(env, page);
794
795                                 /* we're in big trouble, what can we do now? */
796                                 if (result == -EDQUOT)
797                                         result = -ENOSPC;
798                                 GOTO(out, result);
799                         } else
800                                 cl_page_disown(env, io, page);
801                 }
802         }
803
804         last = cl_index(obj, size - 1);
805         /*
806          * The ft_index is only used in the case of
807          * a mkwrite action. We need to check
808          * our assertions are correct, since
809          * we should have caught this above
810          */
811         LASSERT(!fio->ft_mkwrite || fio->ft_index <= last);
812         if (fio->ft_index == last)
813                 /*
814                  * Last page is mapped partially.
815                  */
816                 fio->ft_nob = size - cl_offset(obj, fio->ft_index);
817         else
818                 fio->ft_nob = cl_page_size(obj);
819
820         lu_ref_add(&page->cp_reference, "fault", io);
821         fio->ft_page = page;
822         EXIT;
823
824 out:
825         /* return unlocked vmpage to avoid deadlocking */
826         if (vmpage != NULL)
827                 unlock_page(vmpage);
828 #ifdef HAVE_VM_OP_FAULT
829         cfio->fault.ft_flags &= ~VM_FAULT_LOCKED;
830 #endif
831         return result;
832 }
833
834 static int vvp_io_fsync_start(const struct lu_env *env,
835                               const struct cl_io_slice *ios)
836 {
837         /* we should mark TOWRITE bit to each dirty page in radix tree to
838          * verify pages have been written, but this is difficult because of
839          * race. */
840         return 0;
841 }
842
843 static int vvp_io_read_page(const struct lu_env *env,
844                             const struct cl_io_slice *ios,
845                             const struct cl_page_slice *slice)
846 {
847         struct cl_io              *io     = ios->cis_io;
848         struct cl_object          *obj    = slice->cpl_obj;
849         struct ccc_page           *cp     = cl2ccc_page(slice);
850         struct cl_page            *page   = slice->cpl_page;
851         struct inode              *inode  = ccc_object_inode(obj);
852         struct ll_sb_info         *sbi    = ll_i2sbi(inode);
853         struct ll_file_data       *fd     = cl2ccc_io(env, ios)->cui_fd;
854         struct ll_readahead_state *ras    = &fd->fd_ras;
855         cfs_page_t                *vmpage = cp->cpg_page;
856         struct cl_2queue          *queue  = &io->ci_queue;
857         int rc;
858
859         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
860         LASSERT(slice->cpl_obj == obj);
861
862         ENTRY;
863
864         if (sbi->ll_ra_info.ra_max_pages_per_file &&
865             sbi->ll_ra_info.ra_max_pages)
866                 ras_update(sbi, inode, ras, page->cp_index,
867                            cp->cpg_defer_uptodate);
868
869         /* Sanity check whether the page is protected by a lock. */
870         rc = cl_page_is_under_lock(env, io, page);
871         if (rc != -EBUSY) {
872                 CL_PAGE_HEADER(D_WARNING, env, page, "%s: %d\n",
873                                rc == -ENODATA ? "without a lock" :
874                                "match failed", rc);
875                 if (rc != -ENODATA)
876                         RETURN(rc);
877         }
878
879         if (cp->cpg_defer_uptodate) {
880                 cp->cpg_ra_used = 1;
881                 cl_page_export(env, page, 1);
882         }
883         /*
884          * Add page into the queue even when it is marked uptodate above.
885          * this will unlock it automatically as part of cl_page_list_disown().
886          */
887         cl_2queue_add(queue, page);
888         if (sbi->ll_ra_info.ra_max_pages_per_file &&
889             sbi->ll_ra_info.ra_max_pages)
890                 ll_readahead(env, io, ras,
891                              vmpage->mapping, &queue->c2_qin, fd->fd_flags);
892
893         RETURN(0);
894 }
895
896 static int vvp_page_sync_io(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
897                             struct cl_page *page, struct ccc_page *cp,
898                             enum cl_req_type crt)
899 {
900         struct cl_2queue  *queue;
901         int result;
902
903         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
904
905         queue = &io->ci_queue;
906         cl_2queue_init_page(queue, page);
907
908         result = cl_io_submit_sync(env, io, crt, queue, 0);
909         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
910
911         if (crt == CRT_READ)
912                 /*
913                  * in CRT_WRITE case page is left locked even in case of
914                  * error.
915                  */
916                 cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
917         cl_2queue_fini(env, queue);
918
919         return result;
920 }
921
922 /**
923  * Prepare partially written-to page for a write.
924  */
925 static int vvp_io_prepare_partial(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
926                                   struct cl_object *obj, struct cl_page *pg,
927                                   struct ccc_page *cp,
928                                   unsigned from, unsigned to)
929 {
930         struct cl_attr *attr   = ccc_env_thread_attr(env);
931         loff_t          offset = cl_offset(obj, pg->cp_index);
932         int             result;
933
934         cl_object_attr_lock(obj);
935         result = cl_object_attr_get(env, obj, attr);
936         cl_object_attr_unlock(obj);
937         if (result == 0) {
938                 /*
939                  * If are writing to a new page, no need to read old data.
940                  * The extent locking will have updated the KMS, and for our
941                  * purposes here we can treat it like i_size.
942                  */
943                 if (attr->cat_kms <= offset) {
944                         char *kaddr = ll_kmap_atomic(cp->cpg_page, KM_USER0);
945
946                         memset(kaddr, 0, cl_page_size(obj));
947                         ll_kunmap_atomic(kaddr, KM_USER0);
948                 } else if (cp->cpg_defer_uptodate)
949                         cp->cpg_ra_used = 1;
950                 else
951                         result = vvp_page_sync_io(env, io, pg, cp, CRT_READ);
952                 /*
953                  * In older implementations, obdo_refresh_inode is called here
954                  * to update the inode because the write might modify the
955                  * object info at OST. However, this has been proven useless,
956                  * since LVB functions will be called when user space program
957                  * tries to retrieve inode attribute.  Also, see bug 15909 for
958                  * details. -jay
959                  */
960                 if (result == 0)
961                         cl_page_export(env, pg, 1);
962         }
963         return result;
964 }
965
966 static int vvp_io_prepare_write(const struct lu_env *env,
967                                 const struct cl_io_slice *ios,
968                                 const struct cl_page_slice *slice,
969                                 unsigned from, unsigned to)
970 {
971         struct cl_object *obj    = slice->cpl_obj;
972         struct ccc_page  *cp     = cl2ccc_page(slice);
973         struct cl_page   *pg     = slice->cpl_page;
974         cfs_page_t       *vmpage = cp->cpg_page;
975
976         int result;
977
978         ENTRY;
979
980         LINVRNT(cl_page_is_vmlocked(env, pg));
981         LASSERT(vmpage->mapping->host == ccc_object_inode(obj));
982
983         result = 0;
984
985         CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "preparing: [%d, %d]\n", from, to);
986         if (!PageUptodate(vmpage)) {
987                 /*
988                  * We're completely overwriting an existing page, so _don't_
989                  * set it up to date until commit_write
990                  */
991                 if (from == 0 && to == CFS_PAGE_SIZE) {
992                         CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "full page write\n");
993                         POISON_PAGE(page, 0x11);
994                 } else
995                         result = vvp_io_prepare_partial(env, ios->cis_io, obj,
996                                                         pg, cp, from, to);
997         } else
998                 CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "uptodate\n");
999         RETURN(result);
1000 }
1001
1002 static int vvp_io_commit_write(const struct lu_env *env,
1003                                const struct cl_io_slice *ios,
1004                                const struct cl_page_slice *slice,
1005                                unsigned from, unsigned to)
1006 {
1007         struct cl_object  *obj    = slice->cpl_obj;
1008         struct cl_io      *io     = ios->cis_io;
1009         struct ccc_page   *cp     = cl2ccc_page(slice);
1010         struct cl_page    *pg     = slice->cpl_page;
1011         struct inode      *inode  = ccc_object_inode(obj);
1012         struct ll_sb_info *sbi    = ll_i2sbi(inode);
1013         struct ll_inode_info *lli = ll_i2info(inode);
1014         cfs_page_t        *vmpage = cp->cpg_page;
1015
1016         int    result;
1017         int    tallyop;
1018         loff_t size;
1019
1020         ENTRY;
1021
1022         LINVRNT(cl_page_is_vmlocked(env, pg));
1023         LASSERT(vmpage->mapping->host == inode);
1024
1025         LU_OBJECT_HEADER(D_INODE, env, &obj->co_lu, "commiting page write\n");
1026         CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "committing: [%d, %d]\n", from, to);
1027
1028         /*
1029          * queue a write for some time in the future the first time we
1030          * dirty the page.
1031          *
1032          * This is different from what other file systems do: they usually
1033          * just mark page (and some of its buffers) dirty and rely on
1034          * balance_dirty_pages() to start a write-back. Lustre wants write-back
1035          * to be started earlier for the following reasons:
1036          *
1037          *     (1) with a large number of clients we need to limit the amount
1038          *     of cached data on the clients a lot;
1039          *
1040          *     (2) large compute jobs generally want compute-only then io-only
1041          *     and the IO should complete as quickly as possible;
1042          *
1043          *     (3) IO is batched up to the RPC size and is async until the
1044          *     client max cache is hit
1045          *     (/proc/fs/lustre/osc/OSC.../max_dirty_mb)
1046          *
1047          */
1048         if (!PageDirty(vmpage)) {
1049                 tallyop = LPROC_LL_DIRTY_MISSES;
1050                 result = cl_page_cache_add(env, io, pg, CRT_WRITE);
1051                 if (result == 0) {
1052                         /* page was added into cache successfully. */
1053                         set_page_dirty(vmpage);
1054                         vvp_write_pending(cl2ccc(obj), cp);
1055                 } else if (result == -EDQUOT) {
1056                         pgoff_t last_index = i_size_read(inode) >> CFS_PAGE_SHIFT;
1057                         bool need_clip = true;
1058
1059                         /*
1060                          * Client ran out of disk space grant. Possible
1061                          * strategies are:
1062                          *
1063                          *     (a) do a sync write, renewing grant;
1064                          *
1065                          *     (b) stop writing on this stripe, switch to the
1066                          *     next one.
1067                          *
1068                          * (b) is a part of "parallel io" design that is the
1069                          * ultimate goal. (a) is what "old" client did, and
1070                          * what the new code continues to do for the time
1071                          * being.
1072                          */
1073                         if (last_index > pg->cp_index) {
1074                                 to = CFS_PAGE_SIZE;
1075                                 need_clip = false;
1076                         } else if (last_index == pg->cp_index) {
1077                                 int size_to = i_size_read(inode) & ~CFS_PAGE_MASK;
1078                                 if (to < size_to)
1079                                         to = size_to;
1080                         }
1081                         if (need_clip)
1082                                 cl_page_clip(env, pg, 0, to);
1083                         result = vvp_page_sync_io(env, io, pg, cp, CRT_WRITE);
1084                         if (result)
1085                                 CERROR("Write page %lu of inode %p failed %d\n",
1086                                        pg->cp_index, inode, result);
1087                 }
1088         } else {
1089                 tallyop = LPROC_LL_DIRTY_HITS;
1090                 result = 0;
1091         }
1092         ll_stats_ops_tally(sbi, tallyop, 1);
1093
1094         /* Inode should be marked DIRTY even if no new page was marked DIRTY
1095          * because page could have been not flushed between 2 modifications.
1096          * It is important the file is marked DIRTY as soon as the I/O is done
1097          * Indeed, when cache is flushed, file could be already closed and it
1098          * is too late to warn the MDT.
1099          * It is acceptable that file is marked DIRTY even if I/O is dropped
1100          * for some reasons before being flushed to OST.
1101          */
1102         if (result == 0) {
1103                 spin_lock(&lli->lli_lock);
1104                 lli->lli_flags |= LLIF_DATA_MODIFIED;
1105                 spin_unlock(&lli->lli_lock);
1106         }
1107
1108         size = cl_offset(obj, pg->cp_index) + to;
1109
1110         ll_inode_size_lock(inode);
1111         if (result == 0) {
1112                 if (size > i_size_read(inode)) {
1113                         cl_isize_write_nolock(inode, size);
1114                         CDEBUG(D_VFSTRACE, DFID" updating i_size %lu\n",
1115                                PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)),
1116                                (unsigned long)size);
1117                 }
1118                 cl_page_export(env, pg, 1);
1119         } else {
1120                 if (size > i_size_read(inode))
1121                         cl_page_discard(env, io, pg);
1122         }
1123         ll_inode_size_unlock(inode);
1124         RETURN(result);
1125 }
1126
1127 static const struct cl_io_operations vvp_io_ops = {
1128         .op = {
1129                 [CIT_READ] = {
1130                         .cio_fini      = vvp_io_read_fini,
1131                         .cio_lock      = vvp_io_read_lock,
1132                         .cio_start     = vvp_io_read_start,
1133                         .cio_advance   = ccc_io_advance
1134                 },
1135                 [CIT_WRITE] = {
1136                         .cio_fini      = vvp_io_fini,
1137                         .cio_lock      = vvp_io_write_lock,
1138                         .cio_start     = vvp_io_write_start,
1139                         .cio_advance   = ccc_io_advance
1140                 },
1141                 [CIT_SETATTR] = {
1142                         .cio_fini       = vvp_io_setattr_fini,
1143                         .cio_iter_init  = vvp_io_setattr_iter_init,
1144                         .cio_lock       = vvp_io_setattr_lock,
1145                         .cio_start      = vvp_io_setattr_start,
1146                         .cio_end        = vvp_io_setattr_end
1147                 },
1148                 [CIT_FAULT] = {
1149                         .cio_fini      = vvp_io_fault_fini,
1150                         .cio_iter_init = vvp_io_fault_iter_init,
1151                         .cio_lock      = vvp_io_fault_lock,
1152                         .cio_start     = vvp_io_fault_start,
1153                         .cio_end       = ccc_io_end
1154                 },
1155                 [CIT_FSYNC] = {
1156                         .cio_start  = vvp_io_fsync_start,
1157                         .cio_fini   = vvp_io_fini
1158                 },
1159                 [CIT_MISC] = {
1160                         .cio_fini   = vvp_io_fini
1161                 }
1162         },
1163         .cio_read_page     = vvp_io_read_page,
1164         .cio_prepare_write = vvp_io_prepare_write,
1165         .cio_commit_write  = vvp_io_commit_write
1166 };
1167
1168 int vvp_io_init(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
1169                 struct cl_io *io)
1170 {
1171         struct vvp_io      *vio   = vvp_env_io(env);
1172         struct ccc_io      *cio   = ccc_env_io(env);
1173         struct inode       *inode = ccc_object_inode(obj);
1174         int                 result;
1175
1176         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
1177         ENTRY;
1178
1179         CL_IO_SLICE_CLEAN(cio, cui_cl);
1180         cl_io_slice_add(io, &cio->cui_cl, obj, &vvp_io_ops);
1181         vio->cui_ra_window_set = 0;
1182         result = 0;
1183         if (io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE) {
1184                 size_t count;
1185                 struct ll_inode_info *lli = ll_i2info(inode);
1186
1187                 count = io->u.ci_rw.crw_count;
1188                 /* "If nbyte is 0, read() will return 0 and have no other
1189                  *  results."  -- Single Unix Spec */
1190                 if (count == 0)
1191                         result = 1;
1192                 else {
1193                         cio->cui_tot_count = count;
1194                         cio->cui_tot_nrsegs = 0;
1195                 }
1196                 /* for read/write, we store the jobid in the inode, and
1197                  * it'll be fetched by osc when building RPC.
1198                  *
1199                  * it's not accurate if the file is shared by different
1200                  * jobs.
1201                  */
1202                 lustre_get_jobid(lli->lli_jobid);
1203         } else if (io->ci_type == CIT_SETATTR) {
1204                 if (!cl_io_is_trunc(io))
1205                         io->ci_lockreq = CILR_MANDATORY;
1206         }
1207
1208         /* ignore layout change for generic CIT_MISC but not for glimpse.
1209          * io context for glimpse must set ci_verify_layout to true,
1210          * see cl_glimpse_size0() for details. */
1211         if (io->ci_type == CIT_MISC && !io->ci_verify_layout)
1212                 io->ci_ignore_layout = 1;
1213
1214         /* Enqueue layout lock and get layout version. We need to do this
1215          * even for operations requiring to open file, such as read and write,
1216          * because it might not grant layout lock in IT_OPEN. */
1217         if (result == 0 && !io->ci_ignore_layout) {
1218                 result = ll_layout_refresh(inode, &cio->cui_layout_gen);
1219                 if (result == -ENOENT)
1220                         /* If the inode on MDS has been removed, but the objects
1221                          * on OSTs haven't been destroyed (async unlink), layout
1222                          * fetch will return -ENOENT, we'd ingore this error
1223                          * and continue with dirty flush. LU-3230. */
1224                         result = 0;
1225                 if (result < 0)
1226                         CERROR("%s: refresh file layout " DFID " error %d.\n",
1227                                 ll_get_fsname(inode->i_sb, NULL, 0),
1228                                 PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)), result);
1229         }
1230
1231         RETURN(result);
1232 }
1233
1234 static struct vvp_io *cl2vvp_io(const struct lu_env *env,
1235                                 const struct cl_io_slice *slice)
1236 {
1237         /* Caling just for assertion */
1238         cl2ccc_io(env, slice);
1239         return vvp_env_io(env);
1240 }
1241