lustre/obdclass/cl_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.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html
  19  *
  20  * GPL HEADER END
  21  */
  22 /*
  23  * Copyright (c) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  24  * Use is subject to license terms.
  25  *
  26  * Copyright (c) 2011, 2017, Intel Corporation.
  27  */
  28 /*
  29  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
  30  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  31  *
  32  * Client IO.
  33  *
  34  *   Author: Nikita Danilov <nikita.danilov@sun.com>
  35  *   Author: Jinshan Xiong <jinshan.xiong@intel.com>
  36  */
  37
  38 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_CLASS
  39
  40 #include <linux/sched.h>
  41 #include <linux/list.h>
  42 #include <linux/list_sort.h>
  43 #include <obd_class.h>
  44 #include <obd_support.h>
  45 #include <lustre_fid.h>
  46 #include <cl_object.h>
  47 #include "cl_internal.h"
  48 #include <libcfs/crypto/llcrypt.h>
  49
  50 /*****************************************************************************
  51  *
  52  * cl_io interface.
  53  *
  54  */
  55
  56 static inline int cl_io_type_is_valid(enum cl_io_type type)
  57 {
  58         return CIT_READ <= type && type < CIT_OP_NR;
  59 }
  60
  61 static inline int cl_io_is_loopable(const struct cl_io *io)
  62 {
  63         return cl_io_type_is_valid(io->ci_type) && io->ci_type != CIT_MISC;
  64 }
  65
  66 /**
  67  * cl_io invariant that holds at all times when exported cl_io_*() functions
  68  * are entered and left.
  69  */
  70 static int cl_io_invariant(const struct cl_io *io)
  71 {
  72         struct cl_io *up;
  73
  74         up = io->ci_parent;
  75         return
  76                 /*
  77                  * io can own pages only when it is ongoing. Sub-io might
  78                  * still be in CIS_LOCKED state when top-io is in
  79                  * CIS_IO_GOING.
  80                  */
  81                 ergo(io->ci_owned_nr > 0, io->ci_state == CIS_IO_GOING ||
  82                      (io->ci_state == CIS_LOCKED && up != NULL));
  83 }
  84
  85 /**
  86  * Finalize \a io, by calling cl_io_operations::cio_fini() bottom-to-top.
  87  */
  88 void cl_io_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io)
  89 {
  90         struct cl_io_slice    *slice;
  91
  92         LINVRNT(cl_io_type_is_valid(io->ci_type));
  93         LINVRNT(cl_io_invariant(io));
  94         ENTRY;
  95
  96         while (!list_empty(&io->ci_layers)) {
  97                 slice = container_of(io->ci_layers.prev, struct cl_io_slice,
  98                                      cis_linkage);
  99                 list_del_init(&slice->cis_linkage);
 100                 if (slice->cis_iop->op[io->ci_type].cio_fini != NULL)
 101                         slice->cis_iop->op[io->ci_type].cio_fini(env, slice);
 102                 /*
 103                  * Invalidate slice to catch use after free. This assumes that
 104                  * slices are allocated within session and can be touched
 105                  * after ->cio_fini() returns.
 106                  */
 107                 slice->cis_io = NULL;
 108         }
 109         io->ci_state = CIS_FINI;
 110
 111         /* sanity check for layout change */
 112         switch(io->ci_type) {
 113         case CIT_READ:
 114         case CIT_WRITE:
 115         case CIT_DATA_VERSION:
 116         case CIT_FAULT:
 117                 break;
 118         case CIT_FSYNC:
 119                 LASSERT(!io->ci_need_restart);
 120                 break;
 121         case CIT_SETATTR:
 122         case CIT_MISC:
 123                 /* Check ignore layout change conf */
 124                 LASSERT(ergo(io->ci_ignore_layout || !io->ci_verify_layout,
 125                                 !io->ci_need_restart));
 126         case CIT_GLIMPSE:
 127                 break;
 128         case CIT_LADVISE:
 129         case CIT_LSEEK:
 130                 break;
 131         default:
 132                 LBUG();
 133         }
 134         EXIT;
 135 }
 136 EXPORT_SYMBOL(cl_io_fini);
 137
 138 static int cl_io_init0(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 139                        enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj)
 140 {
 141         struct cl_object *scan;
 142         int result;
 143
 144         LINVRNT(io->ci_state == CIS_ZERO || io->ci_state == CIS_FINI);
 145         LINVRNT(cl_io_type_is_valid(iot));
 146         LINVRNT(cl_io_invariant(io));
 147         ENTRY;
 148
 149         io->ci_type = iot;
 150         INIT_LIST_HEAD(&io->ci_lockset.cls_todo);
 151         INIT_LIST_HEAD(&io->ci_lockset.cls_done);
 152         INIT_LIST_HEAD(&io->ci_layers);
 153
 154         result = 0;
 155         cl_object_for_each(scan, obj) {
 156                 if (scan->co_ops->coo_io_init != NULL) {
 157                         result = scan->co_ops->coo_io_init(env, scan, io);
 158                         if (result != 0)
 159                                 break;
 160                 }
 161         }
 162         if (result == 0)
 163                 io->ci_state = CIS_INIT;
 164         RETURN(result);
 165 }
 166
 167 /**
 168  * Initialize sub-io, by calling cl_io_operations::cio_init() top-to-bottom.
 169  *
 170  * \pre obj != cl_object_top(obj)
 171  */
 172 int cl_io_sub_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 173                    enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj)
 174 {
 175         LASSERT(obj != cl_object_top(obj));
 176
 177         return cl_io_init0(env, io, iot, obj);
 178 }
 179 EXPORT_SYMBOL(cl_io_sub_init);
 180
 181 /**
 182  * Initialize \a io, by calling cl_io_operations::cio_init() top-to-bottom.
 183  *
 184  * Caller has to call cl_io_fini() after a call to cl_io_init(), no matter
 185  * what the latter returned.
 186  *
 187  * \pre obj == cl_object_top(obj)
 188  * \pre cl_io_type_is_valid(iot)
 189  * \post cl_io_type_is_valid(io->ci_type) && io->ci_type == iot
 190  */
 191 int cl_io_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 192                enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj)
 193 {
 194         LASSERT(obj == cl_object_top(obj));
 195
 196         /* clear I/O restart from previous instance */
 197         io->ci_need_restart = 0;
 198
 199         return cl_io_init0(env, io, iot, obj);
 200 }
 201 EXPORT_SYMBOL(cl_io_init);
 202
 203 /**
 204  * Initialize read or write io.
 205  *
 206  * \pre iot == CIT_READ || iot == CIT_WRITE
 207  */
 208 int cl_io_rw_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 209                   enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count)
 210 {
 211         LINVRNT(iot == CIT_READ || iot == CIT_WRITE);
 212         LINVRNT(io->ci_obj != NULL);
 213         ENTRY;
 214
 215         LU_OBJECT_HEADER(D_VFSTRACE, env, &io->ci_obj->co_lu,
 216                          "io range: %u [%llu, %llu) %u %u\n",
 217                          iot, (__u64)pos, (__u64)pos + count,
 218                          io->u.ci_rw.crw_nonblock, io->u.ci_wr.wr_append);
 219         io->u.ci_rw.crw_pos    = pos;
 220         io->u.ci_rw.crw_count  = count;
 221         RETURN(cl_io_init(env, io, iot, io->ci_obj));
 222 }
 223 EXPORT_SYMBOL(cl_io_rw_init);
 224
 225 static int cl_lock_descr_cmp(void *priv,
 226                              struct list_head *a, struct list_head *b)
 227 {
 228         const struct cl_io_lock_link *l0 = list_entry(a, struct cl_io_lock_link,
 229                                                       cill_linkage);
 230         const struct cl_io_lock_link *l1 = list_entry(b, struct cl_io_lock_link,
 231                                                       cill_linkage);
 232         const struct cl_lock_descr *d0 = &l0->cill_descr;
 233         const struct cl_lock_descr *d1 = &l1->cill_descr;
 234
 235         return lu_fid_cmp(lu_object_fid(&d0->cld_obj->co_lu),
 236                           lu_object_fid(&d1->cld_obj->co_lu));
 237 }
 238
 239 static void cl_lock_descr_merge(struct cl_lock_descr *d0,
 240                                 const struct cl_lock_descr *d1)
 241 {
 242         d0->cld_start = min(d0->cld_start, d1->cld_start);
 243         d0->cld_end = max(d0->cld_end, d1->cld_end);
 244
 245         if (d1->cld_mode == CLM_WRITE && d0->cld_mode != CLM_WRITE)
 246                 d0->cld_mode = CLM_WRITE;
 247
 248         if (d1->cld_mode == CLM_GROUP && d0->cld_mode != CLM_GROUP)
 249                 d0->cld_mode = CLM_GROUP;
 250 }
 251
 252 static int cl_lockset_merge(const struct cl_lockset *set,
 253                             const struct cl_lock_descr *need)
 254 {
 255         struct cl_io_lock_link *scan;
 256
 257         ENTRY;
 258         list_for_each_entry(scan, &set->cls_todo, cill_linkage) {
 259                 if (!cl_object_same(scan->cill_descr.cld_obj, need->cld_obj))
 260                         continue;
 261
 262                 /* Merge locks for the same object because ldlm lock server
 263                  * may expand the lock extent, otherwise there is a deadlock
 264                  * case if two conflicted locks are queueud for the same object
 265                  * and lock server expands one lock to overlap the another.
 266                  * The side effect is that it can generate a multi-stripe lock
 267                  * that may cause casacading problem */
 268                 cl_lock_descr_merge(&scan->cill_descr, need);
 269                 CDEBUG(D_VFSTRACE, "lock: %d: [%lu, %lu]\n",
 270                        scan->cill_descr.cld_mode, scan->cill_descr.cld_start,
 271                        scan->cill_descr.cld_end);
 272                 RETURN(+1);
 273         }
 274         RETURN(0);
 275 }
 276
 277 static int cl_lockset_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 278                            struct cl_lockset *set)
 279 {
 280         struct cl_io_lock_link *link;
 281         struct cl_io_lock_link *temp;
 282         int result;
 283
 284         ENTRY;
 285         result = 0;
 286         list_for_each_entry_safe(link, temp, &set->cls_todo, cill_linkage) {
 287                 result = cl_lock_request(env, io, &link->cill_lock);
 288                 if (result < 0)
 289                         break;
 290
 291                 list_move(&link->cill_linkage, &set->cls_done);
 292         }
 293         RETURN(result);
 294 }
 295
 296 /**
 297  * Takes locks necessary for the current iteration of io.
 298  *
 299  * Calls cl_io_operations::cio_lock() top-to-bottom to collect locks required
 300  * by layers for the current iteration. Then sort locks (to avoid dead-locks),
 301  * and acquire them.
 302  */
 303 int cl_io_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io)
 304 {
 305         const struct cl_io_slice *scan;
 306         int result = 0;
 307
 308         LINVRNT(cl_io_is_loopable(io));
 309         LINVRNT(io->ci_state == CIS_IT_STARTED);
 310         LINVRNT(cl_io_invariant(io));
 311
 312         ENTRY;
 313         list_for_each_entry(scan, &io->ci_layers, cis_linkage) {
 314                 if (scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_lock == NULL)
 315                         continue;
 316                 result = scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_lock(env, scan);
 317                 if (result != 0)
 318                         break;
 319         }
 320         if (result == 0) {
 321                 /*
 322                  * Sort locks in lexicographical order of their (fid,
 323                  * start-offset) pairs to avoid deadlocks.
 324                  */
 325                 list_sort(NULL, &io->ci_lockset.cls_todo, cl_lock_descr_cmp);
 326                 result = cl_lockset_lock(env, io, &io->ci_lockset);
 327         }
 328         if (result != 0)
 329                 cl_io_unlock(env, io);
 330         else
 331                 io->ci_state = CIS_LOCKED;
 332         RETURN(result);
 333 }
 334 EXPORT_SYMBOL(cl_io_lock);
 335
 336 /**
 337  * Release locks takes by io.
 338  */
 339 void cl_io_unlock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io)
 340 {
 341         struct cl_lockset        *set;
 342         struct cl_io_lock_link   *link;
 343         struct cl_io_lock_link   *temp;
 344         const struct cl_io_slice *scan;
 345
 346         LASSERT(cl_io_is_loopable(io));
 347         LASSERT(CIS_IT_STARTED <= io->ci_state && io->ci_state < CIS_UNLOCKED);
 348         LINVRNT(cl_io_invariant(io));
 349
 350         ENTRY;
 351         set = &io->ci_lockset;
 352
 353         list_for_each_entry_safe(link, temp, &set->cls_todo, cill_linkage) {
 354                 list_del_init(&link->cill_linkage);
 355                 if (link->cill_fini != NULL)
 356                         link->cill_fini(env, link);
 357         }
 358
 359         list_for_each_entry_safe(link, temp, &set->cls_done, cill_linkage) {
 360                 list_del_init(&link->cill_linkage);
 361                 cl_lock_release(env, &link->cill_lock);
 362                 if (link->cill_fini != NULL)
 363                         link->cill_fini(env, link);
 364         }
 365
 366         list_for_each_entry_reverse(scan, &io->ci_layers, cis_linkage) {
 367                 if (scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_unlock != NULL)
 368                         scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_unlock(env, scan);
 369         }
 370         io->ci_state = CIS_UNLOCKED;
 371         EXIT;
 372 }
 373 EXPORT_SYMBOL(cl_io_unlock);
 374
 375 /**
 376  * Prepares next iteration of io.
 377  *
 378  * Calls cl_io_operations::cio_iter_init() top-to-bottom. This exists to give
 379  * layers a chance to modify io parameters, e.g., so that lov can restrict io
 380  * to a single stripe.
 381  */
 382 int cl_io_iter_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io)
 383 {
 384         const struct cl_io_slice *scan;
 385         int result;
 386
 387         LINVRNT(cl_io_is_loopable(io));
 388         LINVRNT(io->ci_state == CIS_INIT || io->ci_state == CIS_IT_ENDED);
 389         LINVRNT(cl_io_invariant(io));
 390
 391         ENTRY;
 392         result = 0;
 393         list_for_each_entry(scan, &io->ci_layers, cis_linkage) {
 394                 if (scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_iter_init == NULL)
 395                         continue;
 396                 result = scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_iter_init(env,
 397                                                                       scan);
 398                 if (result != 0)
 399                         break;
 400         }
 401         if (result == 0)
 402                 io->ci_state = CIS_IT_STARTED;
 403         RETURN(result);
 404 }
 405 EXPORT_SYMBOL(cl_io_iter_init);
 406
 407 /**
 408  * Finalizes io iteration.
 409  *
 410  * Calls cl_io_operations::cio_iter_fini() bottom-to-top.
 411  */
 412 void cl_io_iter_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io)
 413 {
 414         const struct cl_io_slice *scan;
 415
 416         LINVRNT(cl_io_is_loopable(io));
 417         LINVRNT(io->ci_state <= CIS_IT_STARTED ||
 418                 io->ci_state > CIS_IO_FINISHED);
 419         LINVRNT(cl_io_invariant(io));
 420
 421         ENTRY;
 422         list_for_each_entry_reverse(scan, &io->ci_layers, cis_linkage) {
 423                 if (scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_iter_fini != NULL)
 424                         scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_iter_fini(env, scan);
 425         }
 426         io->ci_state = CIS_IT_ENDED;
 427         EXIT;
 428 }
 429 EXPORT_SYMBOL(cl_io_iter_fini);
 430
 431 /**
 432  * Records that read or write io progressed \a nob bytes forward.
 433  */
 434 void cl_io_rw_advance(const struct lu_env *env, struct cl_io *io, size_t nob)
 435 {
 436         const struct cl_io_slice *scan;
 437
 438         ENTRY;
 439
 440         LINVRNT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE ||
 441                 nob == 0);
 442         LINVRNT(cl_io_is_loopable(io));
 443         LINVRNT(cl_io_invariant(io));
 444
 445         io->u.ci_rw.crw_pos   += nob;
 446         io->u.ci_rw.crw_count -= nob;
 447
 448         /* layers have to be notified. */
 449         list_for_each_entry_reverse(scan, &io->ci_layers, cis_linkage) {
 450                 if (scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_advance != NULL)
 451                         scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_advance(env, scan,
 452                                                                    nob);
 453         }
 454         EXIT;
 455 }
 456
 457 /**
 458  * Adds a lock to a lockset.
 459  */
 460 int cl_io_lock_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 461                    struct cl_io_lock_link *link)
 462 {
 463         int result;
 464
 465         ENTRY;
 466         if (cl_lockset_merge(&io->ci_lockset, &link->cill_descr))
 467                 result = +1;
 468         else {
 469                 list_add(&link->cill_linkage, &io->ci_lockset.cls_todo);
 470                 result = 0;
 471         }
 472         RETURN(result);
 473 }
 474 EXPORT_SYMBOL(cl_io_lock_add);
 475
 476 static void cl_free_io_lock_link(const struct lu_env *env,
 477                                  struct cl_io_lock_link *link)
 478 {
 479         OBD_FREE_PTR(link);
 480 }
 481
 482 /**
 483  * Allocates new lock link, and uses it to add a lock to a lockset.
 484  */
 485 int cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 486                          struct cl_lock_descr *descr)
 487 {
 488         struct cl_io_lock_link *link;
 489         int result;
 490
 491         ENTRY;
 492         OBD_ALLOC_PTR(link);
 493         if (link != NULL) {
 494                 link->cill_descr = *descr;
 495                 link->cill_fini  = cl_free_io_lock_link;
 496                 result = cl_io_lock_add(env, io, link);
 497                 if (result) /* lock match */
 498                         link->cill_fini(env, link);
 499         } else
 500                 result = -ENOMEM;
 501
 502         RETURN(result);
 503 }
 504 EXPORT_SYMBOL(cl_io_lock_alloc_add);
 505
 506 /**
 507  * Starts io by calling cl_io_operations::cio_start() top-to-bottom.
 508  */
 509 int cl_io_start(const struct lu_env *env, struct cl_io *io)
 510 {
 511         const struct cl_io_slice *scan;
 512         int result = 0;
 513
 514         LINVRNT(cl_io_is_loopable(io));
 515         LINVRNT(io->ci_state == CIS_LOCKED);
 516         LINVRNT(cl_io_invariant(io));
 517         ENTRY;
 518
 519         io->ci_state = CIS_IO_GOING;
 520         list_for_each_entry(scan, &io->ci_layers, cis_linkage) {
 521                 if (scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_start == NULL)
 522                         continue;
 523                 result = scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_start(env, scan);
 524                 if (result != 0)
 525                         break;
 526         }
 527         if (result >= 0)
 528                 result = 0;
 529         RETURN(result);
 530 }
 531 EXPORT_SYMBOL(cl_io_start);
 532
 533 /**
 534  * Wait until current io iteration is finished by calling
 535  * cl_io_operations::cio_end() bottom-to-top.
 536  */
 537 void cl_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_io *io)
 538 {
 539         const struct cl_io_slice *scan;
 540
 541         LINVRNT(cl_io_is_loopable(io));
 542         LINVRNT(io->ci_state == CIS_IO_GOING);
 543         LINVRNT(cl_io_invariant(io));
 544         ENTRY;
 545
 546         list_for_each_entry_reverse(scan, &io->ci_layers, cis_linkage) {
 547                 if (scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_end != NULL)
 548                         scan->cis_iop->op[io->ci_type].cio_end(env, scan);
 549                 /* TODO: error handling. */
 550         }
 551         io->ci_state = CIS_IO_FINISHED;
 552         EXIT;
 553 }
 554 EXPORT_SYMBOL(cl_io_end);
 555
 556 /**
 557  * Called by read io, to decide the readahead extent
 558  *
 559  * \see cl_io_operations::cio_read_ahead()
 560  */
 561 int cl_io_read_ahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 562                      pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra)
 563 {
 564         const struct cl_io_slice *scan;
 565         int                       result = 0;
 566
 567         LINVRNT(io->ci_type == CIT_READ ||
 568                 io->ci_type == CIT_FAULT ||
 569                 io->ci_type == CIT_WRITE);
 570         LINVRNT(io->ci_state == CIS_IO_GOING || io->ci_state == CIS_LOCKED);
 571         LINVRNT(cl_io_invariant(io));
 572         ENTRY;
 573
 574         list_for_each_entry(scan, &io->ci_layers, cis_linkage) {
 575                 if (scan->cis_iop->cio_read_ahead == NULL)
 576                         continue;
 577
 578                 result = scan->cis_iop->cio_read_ahead(env, scan, start, ra);
 579                 if (result != 0)
 580                         break;
 581         }
 582         RETURN(result > 0 ? 0 : result);
 583 }
 584 EXPORT_SYMBOL(cl_io_read_ahead);
 585
 586 /**
 587  * Commit a list of contiguous pages into writeback cache.
 588  *
 589  * \returns 0 if all pages committed, or errcode if error occurred.
 590  * \see cl_io_operations::cio_commit_async()
 591  */
 592 int cl_io_commit_async(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 593                        struct cl_page_list *queue, int from, int to,
 594                        cl_commit_cbt cb)
 595 {
 596         const struct cl_io_slice *scan;
 597         int result = 0;
 598         ENTRY;
 599
 600         list_for_each_entry(scan, &io->ci_layers, cis_linkage) {
 601                 if (scan->cis_iop->cio_commit_async == NULL)
 602                         continue;
 603                 result = scan->cis_iop->cio_commit_async(env, scan, queue,
 604                                                          from, to, cb);
 605                 if (result != 0)
 606                         break;
 607         }
 608         RETURN(result);
 609 }
 610 EXPORT_SYMBOL(cl_io_commit_async);
 611
 612 /**
 613  * Submits a list of pages for immediate io.
 614  *
 615  * After the function gets returned, The submitted pages are moved to
 616  * queue->c2_qout queue, and queue->c2_qin contain both the pages don't need
 617  * to be submitted, and the pages are errant to submit.
 618  *
 619  * \returns 0 if at least one page was submitted, error code otherwise.
 620  * \see cl_io_operations::cio_submit()
 621  */
 622 int cl_io_submit_rw(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 623                     enum cl_req_type crt, struct cl_2queue *queue)
 624 {
 625         const struct cl_io_slice *scan;
 626         int result = 0;
 627         ENTRY;
 628
 629         list_for_each_entry(scan, &io->ci_layers, cis_linkage) {
 630                 if (scan->cis_iop->cio_submit == NULL)
 631                         continue;
 632                 result = scan->cis_iop->cio_submit(env, scan, crt, queue);
 633                 if (result != 0)
 634                         break;
 635         }
 636         /*
 637          * If ->cio_submit() failed, no pages were sent.
 638          */
 639         LASSERT(ergo(result != 0, list_empty(&queue->c2_qout.pl_pages)));
 640         RETURN(result);
 641 }
 642 EXPORT_SYMBOL(cl_io_submit_rw);
 643
 644 /**
 645  * Submit a sync_io and wait for the IO to be finished, or error happens.
 646  * If \a timeout is zero, it means to wait for the IO unconditionally.
 647  */
 648 int cl_io_submit_sync(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 649                       enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
 650                       long timeout)
 651 {
 652         struct cl_sync_io *anchor = &cl_env_info(env)->clt_anchor;
 653         struct cl_page *pg;
 654         int rc;
 655         ENTRY;
 656
 657         cl_page_list_for_each(pg, &queue->c2_qin) {
 658                 LASSERT(pg->cp_sync_io == NULL);
 659                 pg->cp_sync_io = anchor;
 660         }
 661
 662         cl_sync_io_init(anchor, queue->c2_qin.pl_nr);
 663         rc = cl_io_submit_rw(env, io, iot, queue);
 664         if (rc == 0) {
 665                 /*
 666                  * If some pages weren't sent for any reason (e.g.,
 667                  * read found up-to-date pages in the cache, or write found
 668                  * clean pages), count them as completed to avoid infinite
 669                  * wait.
 670                  */
 671                 cl_page_list_for_each(pg, &queue->c2_qin) {
 672                         pg->cp_sync_io = NULL;
 673                         cl_sync_io_note(env, anchor, 1);
 674                 }
 675
 676                 /* wait for the IO to be finished. */
 677                 rc = cl_sync_io_wait(env, anchor, timeout);
 678                 cl_page_list_assume(env, io, &queue->c2_qout);
 679         } else {
 680                 LASSERT(list_empty(&queue->c2_qout.pl_pages));
 681                 cl_page_list_for_each(pg, &queue->c2_qin)
 682                         pg->cp_sync_io = NULL;
 683         }
 684         RETURN(rc);
 685 }
 686 EXPORT_SYMBOL(cl_io_submit_sync);
 687
 688 /**
 689  * Main io loop.
 690  *
 691  * Pumps io through iterations calling
 692  *
 693  *    - cl_io_iter_init()
 694  *
 695  *    - cl_io_lock()
 696  *
 697  *    - cl_io_start()
 698  *
 699  *    - cl_io_end()
 700  *
 701  *    - cl_io_unlock()
 702  *
 703  *    - cl_io_iter_fini()
 704  *
 705  * repeatedly until there is no more io to do.
 706  */
 707 int cl_io_loop(const struct lu_env *env, struct cl_io *io)
 708 {
 709         int result = 0;
 710         int rc = 0;
 711
 712         LINVRNT(cl_io_is_loopable(io));
 713         ENTRY;
 714
 715         do {
 716                 size_t nob;
 717
 718                 io->ci_continue = 0;
 719                 result = cl_io_iter_init(env, io);
 720                 if (result == 0) {
 721                         nob    = io->ci_nob;
 722                         result = cl_io_lock(env, io);
 723                         if (result == 0) {
 724                                 /*
 725                                  * Notify layers that locks has been taken,
 726                                  * and do actual i/o.
 727                                  *
 728                                  *   - llite: kms, short read;
 729                                  *   - llite: generic_file_read();
 730                                  */
 731                                 result = cl_io_start(env, io);
 732                                 /*
 733                                  * Send any remaining pending
 734                                  * io, etc.
 735                                  *
 736                                  **   - llite: ll_rw_stats_tally.
 737                                  */
 738                                 cl_io_end(env, io);
 739                                 cl_io_unlock(env, io);
 740                                 cl_io_rw_advance(env, io, io->ci_nob - nob);
 741                         }
 742                 }
 743                 cl_io_iter_fini(env, io);
 744                 if (result)
 745                         rc = result;
 746         } while ((result == 0 || result == -EIOCBQUEUED) &&
 747                  io->ci_continue);
 748
 749         if (rc && !result)
 750                 result = rc;
 751
 752         if (result == -EWOULDBLOCK && io->ci_ndelay) {
 753                 io->ci_need_restart = 1;
 754                 result = 0;
 755         }
 756
 757         if (result == 0)
 758                 result = io->ci_result;
 759         RETURN(result < 0 ? result : 0);
 760 }
 761 EXPORT_SYMBOL(cl_io_loop);
 762
 763 /**
 764  * Adds io slice to the cl_io.
 765  *
 766  * This is called by cl_object_operations::coo_io_init() methods to add a
 767  * per-layer state to the io. New state is added at the end of
 768  * cl_io::ci_layers list, that is, it is at the bottom of the stack.
 769  *
 770  * \see cl_lock_slice_add(), cl_req_slice_add(), cl_page_slice_add()
 771  */
 772 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
 773                      struct cl_object *obj,
 774                      const struct cl_io_operations *ops)
 775 {
 776         struct list_head *linkage = &slice->cis_linkage;
 777
 778         LASSERT((linkage->prev == NULL && linkage->next == NULL) ||
 779                 list_empty(linkage));
 780         ENTRY;
 781
 782         list_add_tail(linkage, &io->ci_layers);
 783         slice->cis_io  = io;
 784         slice->cis_obj = obj;
 785         slice->cis_iop = ops;
 786         EXIT;
 787 }
 788 EXPORT_SYMBOL(cl_io_slice_add);
 789
 790
 791 /**
 792  * Initializes page list.
 793  */
 794 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist)
 795 {
 796         ENTRY;
 797         plist->pl_nr = 0;
 798         INIT_LIST_HEAD(&plist->pl_pages);
 799         EXIT;
 800 }
 801 EXPORT_SYMBOL(cl_page_list_init);
 802
 803 /**
 804  * Adds a page to a page list.
 805  */
 806 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page)
 807 {
 808         ENTRY;
 809         /* it would be better to check that page is owned by "current" io, but
 810          * it is not passed here. */
 811         LASSERT(page->cp_owner != NULL);
 812
 813         LASSERT(list_empty(&page->cp_batch));
 814         list_add_tail(&page->cp_batch, &plist->pl_pages);
 815         ++plist->pl_nr;
 816         lu_ref_add_at(&page->cp_reference, &page->cp_queue_ref, "queue", plist);
 817         cl_page_get(page);
 818         EXIT;
 819 }
 820 EXPORT_SYMBOL(cl_page_list_add);
 821
 822 /**
 823  * Removes a page from a page list.
 824  */
 825 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env,
 826                       struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page)
 827 {
 828         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
 829         LASSERT(cl_page_is_vmlocked(env, page));
 830
 831         ENTRY;
 832         list_del_init(&page->cp_batch);
 833         --plist->pl_nr;
 834         lu_ref_del_at(&page->cp_reference, &page->cp_queue_ref, "queue", plist);
 835         cl_page_put(env, page);
 836         EXIT;
 837 }
 838 EXPORT_SYMBOL(cl_page_list_del);
 839
 840 /**
 841  * Moves a page from one page list to another.
 842  */
 843 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
 844                        struct cl_page *page)
 845 {
 846         LASSERT(src->pl_nr > 0);
 847
 848         ENTRY;
 849         list_move_tail(&page->cp_batch, &dst->pl_pages);
 850         --src->pl_nr;
 851         ++dst->pl_nr;
 852         lu_ref_set_at(&page->cp_reference, &page->cp_queue_ref, "queue",
 853                       src, dst);
 854         EXIT;
 855 }
 856 EXPORT_SYMBOL(cl_page_list_move);
 857
 858 /**
 859  * Moves a page from one page list to the head of another list.
 860  */
 861 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
 862                             struct cl_page *page)
 863 {
 864         LASSERT(src->pl_nr > 0);
 865
 866         ENTRY;
 867         list_move(&page->cp_batch, &dst->pl_pages);
 868         --src->pl_nr;
 869         ++dst->pl_nr;
 870         lu_ref_set_at(&page->cp_reference, &page->cp_queue_ref, "queue",
 871                         src, dst);
 872         EXIT;
 873 }
 874 EXPORT_SYMBOL(cl_page_list_move_head);
 875
 876 /**
 877  * splice the cl_page_list, just as list head does
 878  */
 879 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list, struct cl_page_list *head)
 880 {
 881         struct cl_page *page;
 882         struct cl_page *tmp;
 883
 884
 885         ENTRY;
 886         cl_page_list_for_each_safe(page, tmp, list)
 887                 cl_page_list_move(head, list, page);
 888         EXIT;
 889 }
 890 EXPORT_SYMBOL(cl_page_list_splice);
 891
 892 /**
 893  * Disowns pages in a queue.
 894  */
 895 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
 896                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist)
 897 {
 898         struct cl_page *page;
 899         struct cl_page *temp;
 900
 901
 902         ENTRY;
 903         cl_page_list_for_each_safe(page, temp, plist) {
 904                 LASSERT(plist->pl_nr > 0);
 905
 906                 list_del_init(&page->cp_batch);
 907                 --plist->pl_nr;
 908                 /*
 909                  * cl_page_disown0 rather than usual cl_page_disown() is used,
 910                  * because pages are possibly in CPS_FREEING state already due
 911                  * to the call to cl_page_list_discard().
 912                  */
 913                 /*
 914                  * XXX cl_page_disown0() will fail if page is not locked.
 915                  */
 916                 cl_page_disown0(env, io, page);
 917                 lu_ref_del_at(&page->cp_reference, &page->cp_queue_ref, "queue",
 918                               plist);
 919                 cl_page_put(env, page);
 920         }
 921         EXIT;
 922 }
 923 EXPORT_SYMBOL(cl_page_list_disown);
 924
 925 /**
 926  * Releases pages from queue.
 927  */
 928 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist)
 929 {
 930         struct cl_page *page;
 931         struct cl_page *temp;
 932
 933
 934         ENTRY;
 935         cl_page_list_for_each_safe(page, temp, plist)
 936                 cl_page_list_del(env, plist, page);
 937         LASSERT(plist->pl_nr == 0);
 938         EXIT;
 939 }
 940 EXPORT_SYMBOL(cl_page_list_fini);
 941
 942 /**
 943  * Assumes all pages in a queue.
 944  */
 945 void cl_page_list_assume(const struct lu_env *env,
 946                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist)
 947 {
 948         struct cl_page *page;
 949
 950
 951         cl_page_list_for_each(page, plist)
 952                 cl_page_assume(env, io, page);
 953 }
 954
 955 /**
 956  * Discards all pages in a queue.
 957  */
 958 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 959                           struct cl_page_list *plist)
 960 {
 961         struct cl_page *page;
 962
 963         ENTRY;
 964         cl_page_list_for_each(page, plist)
 965                 cl_page_discard(env, io, page);
 966         EXIT;
 967 }
 968 EXPORT_SYMBOL(cl_page_list_discard);
 969
 970 /**
 971  * Initialize dual page queue.
 972  */
 973 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue)
 974 {
 975         ENTRY;
 976         cl_page_list_init(&queue->c2_qin);
 977         cl_page_list_init(&queue->c2_qout);
 978         EXIT;
 979 }
 980 EXPORT_SYMBOL(cl_2queue_init);
 981
 982 /**
 983  * Add a page to the incoming page list of 2-queue.
 984  */
 985 void cl_2queue_add(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page)
 986 {
 987         ENTRY;
 988         cl_page_list_add(&queue->c2_qin, page);
 989         EXIT;
 990 }
 991 EXPORT_SYMBOL(cl_2queue_add);
 992
 993 /**
 994  * Disown pages in both lists of a 2-queue.
 995  */
 996 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env,
 997                       struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue)
 998 {
 999         ENTRY;
1000         cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
1001         cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qout);
1002         EXIT;
1003 }
1004 EXPORT_SYMBOL(cl_2queue_disown);
1005
1006 /**
1007  * Discard (truncate) pages in both lists of a 2-queue.
1008  */
1009 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env,
1010                        struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue)
1011 {
1012         ENTRY;
1013         cl_page_list_discard(env, io, &queue->c2_qin);
1014         cl_page_list_discard(env, io, &queue->c2_qout);
1015         EXIT;
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL(cl_2queue_discard);
1018
1019 /**
1020  * Assume to own the pages in cl_2queue
1021  */
1022 void cl_2queue_assume(const struct lu_env *env,
1023                       struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue)
1024 {
1025         cl_page_list_assume(env, io, &queue->c2_qin);
1026         cl_page_list_assume(env, io, &queue->c2_qout);
1027 }
1028
1029 /**
1030  * Finalize both page lists of a 2-queue.
1031  */
1032 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue)
1033 {
1034         ENTRY;
1035         cl_page_list_fini(env, &queue->c2_qout);
1036         cl_page_list_fini(env, &queue->c2_qin);
1037         EXIT;
1038 }
1039 EXPORT_SYMBOL(cl_2queue_fini);
1040
1041 /**
1042  * Initialize a 2-queue to contain \a page in its incoming page list.
1043  */
1044 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page)
1045 {
1046         ENTRY;
1047         cl_2queue_init(queue);
1048         cl_2queue_add(queue, page);
1049         EXIT;
1050 }
1051 EXPORT_SYMBOL(cl_2queue_init_page);
1052
1053 /**
1054  * Returns top-level io.
1055  *
1056  * \see cl_object_top()
1057  */
1058 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io)
1059 {
1060         ENTRY;
1061         while (io->ci_parent != NULL)
1062                 io = io->ci_parent;
1063         RETURN(io);
1064 }
1065 EXPORT_SYMBOL(cl_io_top);
1066
1067 /**
1068  * Prints human readable representation of \a io to the \a f.
1069  */
1070 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
1071                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io)
1072 {
1073 }
1074
1075 /**
1076  * Fills in attributes that are passed to server together with transfer. Only
1077  * attributes from \a flags may be touched. This can be called multiple times
1078  * for the same request.
1079  */
1080 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
1081                      struct cl_req_attr *attr)
1082 {
1083         struct cl_object *scan;
1084         ENTRY;
1085
1086         cl_object_for_each(scan, obj) {
1087                 if (scan->co_ops->coo_req_attr_set != NULL)
1088                         scan->co_ops->coo_req_attr_set(env, scan, attr);
1089         }
1090         EXIT;
1091 }
1092 EXPORT_SYMBOL(cl_req_attr_set);
1093
1094 /**
1095  * Initialize synchronous io wait \a anchor for \a nr pages with optional
1096  * \a end handler.
1097  * \param anchor owned by caller, initialzied here.
1098  * \param nr number of pages initally pending in sync.
1099  * \param end optional callback sync_io completion, can be used to
1100  *  trigger erasure coding, integrity, dedupe, or similar operation.
1101  * \q end is called with a spinlock on anchor->csi_waitq.lock
1102  */
1103
1104 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
1105                             struct cl_dio_aio *aio, cl_sync_io_end_t *end)
1106 {
1107         ENTRY;
1108         memset(anchor, 0, sizeof(*anchor));
1109         init_waitqueue_head(&anchor->csi_waitq);
1110         atomic_set(&anchor->csi_sync_nr, nr);
1111         anchor->csi_sync_rc = 0;
1112         anchor->csi_end_io = end;
1113         anchor->csi_aio = aio;
1114         EXIT;
1115 }
1116 EXPORT_SYMBOL(cl_sync_io_init_notify);
1117
1118 /**
1119  * Wait until all IO completes. Transfer completion routine has to call
1120  * cl_sync_io_note() for every entity.
1121  */
1122 int cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
1123                     long timeout)
1124 {
1125         int rc = 0;
1126         ENTRY;
1127
1128         LASSERT(timeout >= 0);
1129
1130         if (timeout > 0 &&
1131             wait_event_idle_timeout(anchor->csi_waitq,
1132                                     atomic_read(&anchor->csi_sync_nr) == 0,
1133                                     cfs_time_seconds(timeout)) == 0) {
1134                 rc = -ETIMEDOUT;
1135                 CERROR("IO failed: %d, still wait for %d remaining entries\n",
1136                        rc, atomic_read(&anchor->csi_sync_nr));
1137         }
1138
1139         wait_event_idle(anchor->csi_waitq,
1140                         atomic_read(&anchor->csi_sync_nr) == 0);
1141         if (!rc)
1142                 rc = anchor->csi_sync_rc;
1143
1144         /* We take the lock to ensure that cl_sync_io_note() has finished */
1145         spin_lock(&anchor->csi_waitq.lock);
1146         LASSERT(atomic_read(&anchor->csi_sync_nr) == 0);
1147         spin_unlock(&anchor->csi_waitq.lock);
1148
1149         RETURN(rc);
1150 }
1151 EXPORT_SYMBOL(cl_sync_io_wait);
1152
1153 #ifndef HAVE_AIO_COMPLETE
1154 static inline void aio_complete(struct kiocb *iocb, ssize_t res, ssize_t res2)
1155 {
1156         if (iocb->ki_complete)
1157                 iocb->ki_complete(iocb, res, res2);
1158 }
1159 #endif
1160
1161 static void cl_aio_end(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor)
1162 {
1163         struct cl_dio_aio *aio = container_of(anchor, typeof(*aio), cda_sync);
1164         ssize_t ret = anchor->csi_sync_rc;
1165
1166         ENTRY;
1167
1168         /* release pages */
1169         while (aio->cda_pages.pl_nr > 0) {
1170                 struct cl_page *page = cl_page_list_first(&aio->cda_pages);
1171                 struct page *vmpage = cl_page_vmpage(page);
1172                 struct inode *inode = vmpage ? page2inode(vmpage) : NULL;
1173
1174                 cl_page_get(page);
1175                 /* We end up here in case of Direct IO only. For encrypted file,
1176                  * mapping was set on pages in ll_direct_rw_pages(), so it has
1177                  * to be cleared now before page cleanup.
1178                  * PageChecked flag was also set there, so we clean up here.
1179                  */
1180                 if (inode && IS_ENCRYPTED(inode)) {
1181                         vmpage->mapping = NULL;
1182                         ClearPageChecked(vmpage);
1183                 }
1184                 cl_page_list_del(env, &aio->cda_pages, page);
1185                 cl_page_delete(env, page);
1186                 cl_page_put(env, page);
1187         }
1188
1189         if (!is_sync_kiocb(aio->cda_iocb) && !aio->cda_no_aio_complete)
1190                 aio_complete(aio->cda_iocb, ret ?: aio->cda_bytes, 0);
1191
1192         EXIT;
1193 }
1194
1195 struct cl_dio_aio *cl_aio_alloc(struct kiocb *iocb)
1196 {
1197         struct cl_dio_aio *aio;
1198
1199         OBD_SLAB_ALLOC_PTR_GFP(aio, cl_dio_aio_kmem, GFP_NOFS);
1200         if (aio != NULL) {
1201                 /*
1202                  * Hold one ref so that it won't be released until
1203                  * every pages is added.
1204                  */
1205                 cl_sync_io_init_notify(&aio->cda_sync, 1, is_sync_kiocb(iocb) ?
1206                                        NULL : aio, cl_aio_end);
1207                 cl_page_list_init(&aio->cda_pages);
1208                 aio->cda_iocb = iocb;
1209                 aio->cda_no_aio_complete = 0;
1210         }
1211         return aio;
1212 }
1213 EXPORT_SYMBOL(cl_aio_alloc);
1214
1215 void cl_aio_free(struct cl_dio_aio *aio)
1216 {
1217         if (aio)
1218                 OBD_SLAB_FREE_PTR(aio, cl_dio_aio_kmem);
1219 }
1220 EXPORT_SYMBOL(cl_aio_free);
1221
1222
1223 /**
1224  * Indicate that transfer of a single page completed.
1225  */
1226 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
1227                      int ioret)
1228 {
1229         ENTRY;
1230         if (anchor->csi_sync_rc == 0 && ioret < 0)
1231                 anchor->csi_sync_rc = ioret;
1232         /*
1233          * Synchronous IO done without releasing page lock (e.g., as a part of
1234          * ->{prepare,commit}_write(). Completion is used to signal the end of
1235          * IO.
1236          */
1237         LASSERT(atomic_read(&anchor->csi_sync_nr) > 0);
1238         if (atomic_dec_and_lock(&anchor->csi_sync_nr,
1239                                 &anchor->csi_waitq.lock)) {
1240                 struct cl_dio_aio *aio = NULL;
1241
1242                 cl_sync_io_end_t *end_io = anchor->csi_end_io;
1243
1244                 /*
1245                  * Holding the lock across both the decrement and
1246                  * the wakeup ensures cl_sync_io_wait() doesn't complete
1247                  * before the wakeup completes and the contents of
1248                  * of anchor become unsafe to access as the owner is free
1249                  * to immediately reclaim anchor when cl_sync_io_wait()
1250                  * completes.
1251                  */
1252                 wake_up_all_locked(&anchor->csi_waitq);
1253                 if (end_io)
1254                         end_io(env, anchor);
1255                 if (anchor->csi_aio)
1256                         aio = anchor->csi_aio;
1257
1258                 spin_unlock(&anchor->csi_waitq.lock);
1259
1260                 /**
1261                  * If anchor->csi_aio is set, we are responsible for freeing
1262                  * memory here rather than when cl_sync_io_wait() completes.
1263                  */
1264                 cl_aio_free(aio);
1265         }
1266         EXIT;
1267 }
1268 EXPORT_SYMBOL(cl_sync_io_note);