Whamcloud - gitweb
LU-13799 llite: Adjust dio refcounting
[fs/lustre-release.git] / lustre / include / cl_object.h
index f50fee7..e180f68 100644 (file)
  *
  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  * version 2 along with this program; If not, see
- * http://www.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
- *
- * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
- * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
- * have any questions.
+ * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html
  *
  * GPL HEADER END
  */
  * Copyright (c) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  * Use is subject to license terms.
  *
- * Copyright (c) 2011, 2015, Intel Corporation.
+ * Copyright (c) 2011, 2017, Intel Corporation.
  */
 /*
  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
- * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
  */
 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
@@ -92,6 +87,9 @@
 /*
  * super-class definitions.
  */
+#include <linux/aio.h>
+#include <linux/fs.h>
+
 #include <libcfs/libcfs.h>
 #include <lu_object.h>
 #include <linux/atomic.h>
@@ -99,6 +97,7 @@
 #include <linux/radix-tree.h>
 #include <linux/spinlock.h>
 #include <linux/wait.h>
+#include <linux/pagevec.h>
 #include <lustre_dlm.h>
 
 struct obd_info;
@@ -148,11 +147,11 @@ struct cl_attr {
          */
         loff_t cat_kms;
         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
-        time_t cat_mtime;
+        time64_t cat_mtime;
         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
-        time_t cat_atime;
+        time64_t cat_atime;
         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
-        time_t cat_ctime;
+        time64_t cat_ctime;
         /**
          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
          *
@@ -170,20 +169,24 @@ struct cl_attr {
 
        /* nlink of the directory */
        __u64  cat_nlink;
+
+       /* Project identifier for quota purpose. */
+       __u32  cat_projid;
 };
 
 /**
  * Fields in cl_attr that are being set.
  */
 enum cl_attr_valid {
-        CAT_SIZE   = 1 << 0,
-        CAT_KMS    = 1 << 1,
-        CAT_MTIME  = 1 << 3,
-        CAT_ATIME  = 1 << 4,
-        CAT_CTIME  = 1 << 5,
-        CAT_BLOCKS = 1 << 6,
-        CAT_UID    = 1 << 7,
-        CAT_GID    = 1 << 8
+       CAT_SIZE        = BIT(0),
+       CAT_KMS         = BIT(1),
+       CAT_MTIME       = BIT(3),
+       CAT_ATIME       = BIT(4),
+       CAT_CTIME       = BIT(5),
+       CAT_BLOCKS      = BIT(6),
+       CAT_UID         = BIT(7),
+       CAT_GID         = BIT(8),
+       CAT_PROJID      = BIT(9),
 };
 
 /**
@@ -288,6 +291,10 @@ struct cl_layout {
        size_t          cl_size;
        /** Layout generation. */
        u32             cl_layout_gen;
+       /** whether layout is a composite one */
+       bool            cl_is_composite;
+       /** Whether layout is a HSM released one */
+       bool            cl_is_released;
 };
 
 /**
@@ -388,7 +395,7 @@ struct cl_object_operations {
         * Object getstripe method.
         */
        int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
-                            struct lov_user_md __user *lum);
+                            struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
        /**
         * Get FIEMAP mapping from the object.
         */
@@ -410,6 +417,13 @@ struct cl_object_operations {
        void (*coo_req_attr_set)(const struct lu_env *env,
                                 struct cl_object *obj,
                                 struct cl_req_attr *attr);
+       /**
+        * Flush \a obj data corresponding to \a lock. Used for DoM
+        * locks in llite's cancelling blocking ast callback.
+        */
+       int (*coo_object_flush)(const struct lu_env *env,
+                               struct cl_object *obj,
+                               struct ldlm_lock *lock);
 };
 
 /**
@@ -608,7 +622,7 @@ enum cl_page_state {
          *
          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
          */
-        CPS_CACHED,
+       CPS_CACHED = 1,
         /**
          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
          * state as a result of
@@ -698,10 +712,15 @@ enum cl_page_type {
 
         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
-         *  it is used in DirectIO, lockless IO and liblustre. */
+         *  it is used in DirectIO and lockless IO. */
         CPT_TRANSIENT,
+       CPT_NR
 };
 
+#define        CP_STATE_BITS   4
+#define        CP_TYPE_BITS    2
+#define        CP_MAX_LAYER    3
+
 /**
  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
  * immutables.
@@ -713,41 +732,53 @@ enum cl_page_type {
  */
 struct cl_page {
        /** Reference counter. */
-       atomic_t                 cp_ref;
-       /** Transfer error. */
-       int                      cp_error;
+       atomic_t                cp_ref;
+       /** layout_entry + stripe index, composed using lov_comp_index() */
+       unsigned int            cp_lov_index;
+       pgoff_t                 cp_osc_index;
        /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
        struct cl_object        *cp_obj;
        /** vmpage */
        struct page             *cp_vmpage;
+       /**
+        * Assigned if doing direct IO, because in this case cp_vmpage is not
+        * a valid page cache page, hence the inode cannot be inferred from
+        * cp_vmpage->mapping->host.
+        */
+       struct inode            *cp_inode;
        /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
-       struct list_head         cp_batch;
-       /** List of slices. Immutable after creation. */
-       struct list_head         cp_layers;
+       struct list_head        cp_batch;
+       /** array of slices offset. Immutable after creation. */
+       unsigned char           cp_layer_offset[CP_MAX_LAYER]; /* 24 bits */
+       /** current slice index */
+       unsigned char           cp_layer_count:2; /* 26 bits */
        /**
         * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
         * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
         */
-       const enum cl_page_state cp_state;
+       enum cl_page_state       cp_state:CP_STATE_BITS; /* 30 bits */
         /**
          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
          * creation.
          */
-        enum cl_page_type        cp_type;
+       enum cl_page_type       cp_type:CP_TYPE_BITS; /* 32 bits */
+       /* which slab kmem index this memory allocated from */
+       short int               cp_kmem_index; /* 48 bits */
+       unsigned int            cp_unused1:16;  /* 64 bits */
 
-        /**
-         * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
-         * by sub-io. Protected by a VM lock.
-         */
+       /**
+        * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
+        * by sub-io. Protected by a VM lock.
+        */
         struct cl_io            *cp_owner;
-        /** List of references to this page, for debugging. */
-        struct lu_ref            cp_reference;
+       /** List of references to this page, for debugging. */
+        struct lu_ref          cp_reference;
        /** Link to an object, for debugging. */
-       struct lu_ref_link       cp_obj_ref;
+       struct lu_ref_link      cp_obj_ref;
        /** Link to a queue, for debugging. */
-       struct lu_ref_link       cp_queue_ref;
+       struct lu_ref_link      cp_queue_ref;
        /** Assigned if doing a sync_io */
-       struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
+       struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
 };
 
 /**
@@ -757,15 +788,12 @@ struct cl_page {
  */
 struct cl_page_slice {
         struct cl_page                  *cpl_page;
-       pgoff_t                          cpl_index;
         /**
          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
          * creation.
          */
         struct cl_object                *cpl_obj;
         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
-        /** Linkage into cl_page::cp_layers. Immutable after creation. */
-       struct list_head                 cpl_linkage;
 };
 
 /**
@@ -861,6 +889,13 @@ struct cl_page_operations {
          */
         int (*cpo_is_vmlocked)(const struct lu_env *env,
                                const struct cl_page_slice *slice);
+
+       /**
+        * Update file attributes when all we have is this page.  Used for tiny
+        * writes to update attributes when we don't have a full cl_io.
+        */
+       void (*cpo_page_touch)(const struct lu_env *env,
+                              const struct cl_page_slice *slice, size_t to);
         /**
          * Page destruction.
          */
@@ -885,7 +920,8 @@ struct cl_page_operations {
                            const struct cl_page_slice *slice);
         /** Destructor. Frees resources and slice itself. */
         void (*cpo_fini)(const struct lu_env *env,
-                         struct cl_page_slice *slice);
+                        struct cl_page_slice *slice,
+                        struct pagevec *pvec);
         /**
          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
          *
@@ -970,23 +1006,6 @@ struct cl_page_operations {
         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
                          const struct cl_page_slice *slice,
                          int from, int to);
-        /**
-         * \pre  the page was queued for transferring.
-         * \post page is removed from client's pending list, or -EBUSY
-         *       is returned if it has already been in transferring.
-         *
-         * This is one of seldom page operation which is:
-         * 0. called from top level;
-         * 1. don't have vmpage locked;
-         * 2. every layer should synchronize execution of its ->cpo_cancel()
-         *    with completion handlers. Osc uses client obd lock for this
-         *    purpose. Based on there is no vvp_page_cancel and
-         *    lov_page_cancel(), cpo_cancel is defacto protected by client lock.
-         *
-         * \see osc_page_cancel().
-         */
-        int (*cpo_cancel)(const struct lu_env *env,
-                          const struct cl_page_slice *slice);
        /**
         * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
         * right now.
@@ -1068,15 +1087,13 @@ static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
  *
- * Typical cl_lock consists of the two layers:
+ * Typical cl_lock consists of one layer:
  *
- *     - vvp_lock (vvp specific data), and
  *     - lov_lock (lov specific data).
  *
  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
  *
- *     - lovsub_lock, and
  *     - osc_lock
  *
  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
@@ -1196,7 +1213,7 @@ struct cl_lock {
 /**
  * Per-layer part of cl_lock
  *
- * \see vvp_lock, lov_lock, lovsub_lock, osc_lock
+ * \see lov_lock, osc_lock
  */
 struct cl_lock_slice {
         struct cl_lock                  *cls_lock;
@@ -1210,7 +1227,7 @@ struct cl_lock_slice {
 
 /**
  *
- * \see vvp_lock_ops, lov_lock_ops, lovsub_lock_ops, osc_lock_ops
+ * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
  */
 struct cl_lock_operations {
        /** @{ */
@@ -1222,8 +1239,7 @@ struct cl_lock_operations {
         *              @anchor for resources
         * \retval -ve  failure
         *
-        * \see vvp_lock_enqueue(), lov_lock_enqueue(), lovsub_lock_enqueue(),
-        * \see osc_lock_enqueue()
+        * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
         */
        int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
                            const struct cl_lock_slice *slice,
@@ -1238,8 +1254,7 @@ struct cl_lock_operations {
        /**
         * Destructor. Frees resources and the slice.
         *
-        * \see vvp_lock_fini(), lov_lock_fini(), lovsub_lock_fini(),
-        * \see osc_lock_fini()
+        * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
         */
         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
         /**
@@ -1291,10 +1306,9 @@ do {                                                                    \
 struct cl_page_list {
        unsigned                 pl_nr;
        struct list_head         pl_pages;
-       struct task_struct      *pl_owner;
 };
 
-/** 
+/**
  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
  */
@@ -1359,7 +1373,7 @@ struct cl_2queue {
 /** IO types */
 enum cl_io_type {
         /** read system call */
-        CIT_READ,
+       CIT_READ = 1,
         /** write system call */
         CIT_WRITE,
         /** truncate, utime system calls */
@@ -1376,6 +1390,10 @@ enum cl_io_type {
         */
        CIT_FSYNC,
        /**
+        * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
+        */
+       CIT_GLIMPSE,
+       /**
          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
          *
@@ -1386,8 +1404,6 @@ enum cl_io_type {
          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
          *     for memory cleansing;
          *
-         *     - glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
-         *
          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
          *
          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
@@ -1400,6 +1416,11 @@ enum cl_io_type {
         * To give advice about access of a file
         */
        CIT_LADVISE,
+       /**
+        * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
+        * across all file objects
+        */
+       CIT_LSEEK,
         CIT_OP_NR
 };
 
@@ -1449,27 +1470,33 @@ struct cl_io_slice {
 };
 
 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
-                             struct cl_page *);
+                             struct pagevec *);
 
 struct cl_read_ahead {
        /* Maximum page index the readahead window will end.
         * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
         * cra_end is included. */
-       pgoff_t cra_end;
+       pgoff_t         cra_end_idx;
        /* optimal RPC size for this read, by pages */
-       unsigned long cra_rpc_size;
+       unsigned long   cra_rpc_pages;
        /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
         * function should be called to release it. */
-       void    (*cra_release)(const struct lu_env *env, void *cbdata);
+       void            (*cra_release)(const struct lu_env *env,
+                                      struct cl_read_ahead *ra);
+
        /* Callback data for cra_release routine */
-       void    *cra_cbdata;
+       void            *cra_dlmlock;
+       void            *cra_oio;
+
+       /* whether lock is in contention */
+       bool            cra_contention;
 };
 
 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
                                         struct cl_read_ahead *ra)
 {
        if (ra->cra_release != NULL)
-               ra->cra_release(env, ra->cra_cbdata);
+               ra->cra_release(env, ra);
        memset(ra, 0, sizeof(*ra));
 }
 
@@ -1580,6 +1607,11 @@ struct cl_io_operations {
                        struct cl_page_list *queue, int from, int to,
                        cl_commit_cbt cb);
        /**
+        * Release active extent.
+        */
+       void  (*cio_extent_release)(const struct lu_env *env,
+                                   const struct cl_io_slice *slice);
+       /**
         * Decide maximum read ahead extent
         *
         * \pre io->ci_type == CIT_READ
@@ -1587,6 +1619,13 @@ struct cl_io_operations {
        int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
                              const struct cl_io_slice *slice,
                              pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
+       /**
+        *
+        * Reserve LRU slots before IO.
+        */
+       int (*cio_lru_reserve) (const struct lu_env *env,
+                               const struct cl_io_slice *slice,
+                               loff_t pos, size_t bytes);
         /**
          * Optional debugging helper. Print given io slice.
          */
@@ -1599,30 +1638,35 @@ struct cl_io_operations {
  * \ingroup cl_lock
  */
 enum cl_enq_flags {
-        /**
-         * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
-         * -EWOULDBLOCK is returned immediately.
-         */
-        CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
-        /**
-         * take lock asynchronously (out of order), as it cannot
-         * deadlock. This is for LDLM_FL_HAS_INTENT locks used for glimpsing.
-         */
-        CEF_ASYNC        = 0x00000002,
+       /**
+        * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
+        * -EAGAIN is returned immediately.
+        */
+       CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
+       /**
+        * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
+        * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
+        *
+        * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
+        * as automatically compatible with other osc locks.
+        * (see osc_lock_compatible)
+        */
+       CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
         /**
          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
          * protected by this lock, without sending them to the server.
          */
         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
-        /**
-         * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
-         * mmapped-buffer locks and glimpse locks that must be never converted
-         * into lockless mode.
-         *
-         * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock().
-         */
-        CEF_MUST         = 0x00000008,
+       /**
+        * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
+        * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
+        * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
+        * mode.
+        *
+        * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
+        */
+       CEF_MUST         = 0x00000008,
         /**
          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
          * not used currently.
@@ -1635,9 +1679,16 @@ enum cl_enq_flags {
          */
         CEF_NEVER        = 0x00000010,
         /**
-         * for async glimpse lock.
+        * tell the dlm layer this is a speculative lock request
+        * speculative lock requests are locks which are not requested as part
+        * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
+        * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
+        * ptlrpc layer.
+        *
+        * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
+        * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
          */
-        CEF_AGL          = 0x00000020,
+       CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
        /**
         * enqueue a lock to test DLM lock existence.
         */
@@ -1648,9 +1699,13 @@ enum cl_enq_flags {
         */
        CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
        /**
+        * tell the DLM layer to lock only the requested range
+        */
+       CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
+       /**
         * mask of enq_flags.
         */
-       CEF_MASK         = 0x000000ff,
+       CEF_MASK         = 0x000001ff,
 };
 
 /**
@@ -1729,9 +1784,34 @@ enum cl_fsync_mode {
 };
 
 struct cl_io_rw_common {
-        loff_t      crw_pos;
-        size_t      crw_count;
-        int         crw_nonblock;
+       loff_t  crw_pos;
+       size_t  crw_count;
+       int     crw_nonblock;
+};
+enum cl_setattr_subtype {
+       /** regular setattr **/
+       CL_SETATTR_REG = 1,
+       /** truncate(2) **/
+       CL_SETATTR_TRUNC,
+       /** fallocate(2) - mode preallocate **/
+       CL_SETATTR_FALLOCATE
+};
+
+struct cl_io_range {
+       loff_t cir_pos;
+       size_t cir_count;
+};
+
+struct cl_io_pt {
+       struct cl_io_pt *cip_next;
+       struct kiocb cip_iocb;
+       struct iov_iter cip_iter;
+       struct file *cip_file;
+       enum cl_io_type cip_iot;
+       unsigned int cip_need_restart:1;
+       loff_t cip_pos;
+       size_t cip_count;
+       ssize_t cip_result;
 };
 
 /**
@@ -1750,6 +1830,8 @@ struct cl_io {
         enum cl_io_state               ci_state;
         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
         struct cl_object              *ci_obj;
+       /** one AIO request might be split in cl_io_loop */
+       struct cl_dio_aio             *ci_aio;
         /**
          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
          * creation.
@@ -1761,10 +1843,12 @@ struct cl_io {
         struct cl_lockset              ci_lockset;
         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
-        union {
-                struct cl_rd_io {
-                        struct cl_io_rw_common rd;
-                } ci_rd;
+       /** layout version when this IO occurs */
+       __u32                           ci_layout_version;
+       union {
+               struct cl_rd_io {
+                       struct cl_io_rw_common rd;
+               } ci_rd;
                struct cl_wr_io {
                        struct cl_io_rw_common wr;
                        int                    wr_append;
@@ -1774,12 +1858,22 @@ struct cl_io {
                struct cl_setattr_io {
                        struct ost_lvb           sa_attr;
                        unsigned int             sa_attr_flags;
-                       unsigned int             sa_valid;
+                       unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
+                       unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
                        int                      sa_stripe_index;
+                       struct ost_layout        sa_layout;
                        const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
+                       /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
+                       /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
+                       enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
+                       /* The following are used for fallocate(2) */
+                       int                      sa_falloc_mode;
+                       loff_t                   sa_falloc_offset;
+                       loff_t                   sa_falloc_end;
                } ci_setattr;
                struct cl_data_version_io {
                        u64 dv_data_version;
+                       u32 dv_layout_version;
                        int dv_flags;
                } ci_data_version;
                 struct cl_fault_io {
@@ -1813,6 +1907,14 @@ struct cl_io {
                        enum lu_ladvise_type     li_advice;
                        __u64                    li_flags;
                } ci_ladvise;
+               struct cl_lseek_io {
+                       loff_t                   ls_start;
+                       loff_t                   ls_result;
+                       int                      ls_whence;
+               } ci_lseek;
+               struct cl_misc_io {
+                       time64_t                 lm_next_rpc_time;
+               } ci_misc;
         } u;
         struct cl_2queue     ci_queue;
         size_t               ci_nob;
@@ -1834,6 +1936,13 @@ struct cl_io {
         */
                             ci_ignore_layout:1,
        /**
+        * Need MDS intervention to complete a write.
+        * Write intent is required for the following cases:
+        * 1. component being written is not initialized, or
+        * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
+        */
+                            ci_need_write_intent:1,
+       /**
         * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
         * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
         * verify layout because HSM won't release openning files.
@@ -1848,11 +1957,66 @@ struct cl_io {
        /**
         * O_NOATIME
         */
-                            ci_noatime:1;
+                            ci_noatime:1,
+       /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
+                            ci_lock_no_expand:1,
+       /**
+        * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
+        *
+        * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
+        * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
+        * that the upper layer can try to access the next mirror.
+        */
+                            ci_ndelay:1,
+       /**
+        * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
+        */
+                            ci_async_readahead:1,
+       /**
+        * Ignore lockless and do normal locking for this io.
+        */
+                            ci_dio_lock:1,
+       /**
+        * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
+        * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
+        * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
+        */
+                            ci_tried_all_mirrors:1,
+       /**
+        * Random read hints, readahead will be disabled.
+        */
+                            ci_rand_read:1,
+       /**
+        * Sequential read hints.
+        */
+                            ci_seq_read:1,
+       /**
+        * Do parallel (async) submission of DIO RPCs.  Note DIO is still sync
+        * to userspace, only the RPCs are submitted async, then waited for at
+        * the llite layer before returning.
+        */
+                            ci_parallel_dio:1;
+       /**
+        * Bypass quota check
+        */
+       unsigned             ci_noquota:1;
+       /**
+        * How many times the read has retried before this one.
+        * Set by the top level and consumed by the LOV.
+        */
+       unsigned             ci_ndelay_tried;
+       /**
+        * Designated mirror index for this I/O.
+        */
+       unsigned             ci_designated_mirror;
        /**
         * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
         */
        unsigned             ci_owned_nr;
+       /**
+        * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
+        */
+       struct lu_extent        ci_write_intent;
 };
 
 /** @} cl_io */
@@ -1942,8 +2106,8 @@ static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
 
 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
 {
-        LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
-        return container_of0(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
+       LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
+       return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
 }
 
 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
@@ -1953,49 +2117,49 @@ static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
 
 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
 {
-        LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
-        return container_of0(o, struct cl_object, co_lu);
+       LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
+       return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
 }
 
 static inline const struct cl_object_conf *
 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
 {
-        return container_of0(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
+       return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
 }
 
 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
 {
-        return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
+       return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
 }
 
 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
 {
-        return container_of0(h, struct cl_object_header, coh_lu);
+       return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
 }
 
 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
 {
-        return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
+       return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
 }
 
 static inline
 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
 {
-        return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
+       return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
 }
 
 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
 {
-        return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
+       return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
 }
 
 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
 {
-        lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
+       lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
 }
 
 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
-                      struct cl_object *obj, pgoff_t index,
+                      struct cl_object *obj,
                       const struct cl_page_operations *ops);
 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
                        struct cl_object *obj,
@@ -2028,13 +2192,16 @@ int  cl_conf_set          (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
 int  cl_object_prune      (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
 void cl_object_kill       (const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
-                       struct lov_user_md __user *lum);
+                       struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
                     struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
                     size_t *buflen);
 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
                         struct cl_layout *cl);
 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
+int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
+                   struct ldlm_lock *lock);
+
 
 /**
  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
@@ -2070,14 +2237,6 @@ static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
 
 /** \defgroup cl_page cl_page
  * @{ */
-enum {
-        CLP_GANG_OKAY = 0,
-        CLP_GANG_RESCHED,
-        CLP_GANG_AGAIN,
-        CLP_GANG_ABORT
-};
-/* callback of cl_page_gang_lookup() */
-
 struct cl_page *cl_page_find        (const struct lu_env *env,
                                      struct cl_object *obj,
                                      pgoff_t idx, struct page *vmpage,
@@ -2089,6 +2248,9 @@ struct cl_page *cl_page_alloc       (const struct lu_env *env,
 void            cl_page_get         (struct cl_page *page);
 void            cl_page_put         (const struct lu_env *env,
                                      struct cl_page *page);
+void           cl_pagevec_put      (const struct lu_env *env,
+                                    struct cl_page *page,
+                                    struct pagevec *pvec);
 void            cl_page_print       (const struct lu_env *env, void *cookie,
                                      lu_printer_t printer,
                                      const struct cl_page *pg);
@@ -2139,7 +2301,6 @@ int  cl_page_cache_add  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
                          struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
 void cl_page_clip       (const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
                          int from, int to);
-int  cl_page_cancel     (const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
 int  cl_page_flush      (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
                         struct cl_page *pg);
 
@@ -2156,6 +2317,8 @@ void    cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 void    cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
 int     cl_page_is_vmlocked(const struct lu_env *env,
                            const struct cl_page *pg);
+void   cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
+                     size_t to);
 void    cl_page_export(const struct lu_env *env,
                       struct cl_page *pg, int uptodate);
 loff_t  cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
@@ -2214,6 +2377,10 @@ struct cl_client_cache {
         * Used at umounting time and signaled on BRW commit
         */
        wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
+       /**
+        * Serialize max_cache_mb write operation
+        */
+       struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
 };
 /**
  * cl_cache functions
@@ -2271,20 +2438,20 @@ int   cl_io_submit_sync  (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
 int   cl_io_commit_async (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
                          struct cl_page_list *queue, int from, int to,
                          cl_commit_cbt cb);
+void  cl_io_extent_release (const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
+int cl_io_lru_reserve(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
+                     loff_t pos, size_t bytes);
 int   cl_io_read_ahead   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
                          pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
 void  cl_io_rw_advance   (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
                           size_t nob);
-int   cl_io_cancel       (const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
-                          struct cl_page_list *queue);
-int   cl_io_is_going     (const struct lu_env *env);
 
 /**
  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
  */
 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
 {
-        return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
+       return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
 }
 
 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
@@ -2297,13 +2464,25 @@ static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
        return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
 }
 
+static inline int cl_io_is_fault_writable(const struct cl_io *io)
+{
+       return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_writable;
+}
+
 /**
  * True, iff \a io is a truncate(2).
  */
 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
 {
-        return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
-                (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_SIZE);
+       return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
+               (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
+               (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
+}
+
+static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
+{
+       return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
+              (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
 }
 
 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
@@ -2311,13 +2490,12 @@ struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
 void cl_io_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
                  lu_printer_t printer, const struct cl_io *io);
 
-#define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
-do {                                                                    \
-        typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
-                                                                        \
-        CLASSERT(offsetof(typeof(*__foo_io), base) == 0);               \
-        memset(&__foo_io->base + 1, 0,                                  \
-               (sizeof *__foo_io) - sizeof __foo_io->base);             \
+#define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                        \
+do {                                                                   \
+       typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
+                                                                       \
+       memset(&__foo_io->base, 0,                                      \
+              sizeof(*__foo_io) - offsetof(typeof(*__foo_io), base));  \
 } while (0)
 
 /** @} cl_io */
@@ -2352,35 +2530,35 @@ static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
        list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
 
-void cl_page_list_init   (struct cl_page_list *plist);
-void cl_page_list_add    (struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
-void cl_page_list_move   (struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
-                          struct cl_page *page);
+void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
+void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page,
+                     bool get_ref);
+void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
+                      struct cl_page *page);
 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
-                         struct cl_page *page);
-void cl_page_list_splice (struct cl_page_list *list,
-                          struct cl_page_list *head);
-void cl_page_list_del    (const struct lu_env *env,
-                          struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
-void cl_page_list_disown (const struct lu_env *env,
-                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
-int  cl_page_list_own    (const struct lu_env *env,
-                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
-void cl_page_list_assume (const struct lu_env *env,
-                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
+                           struct cl_page *page);
+void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list,
+                        struct cl_page_list *head);
+void cl_page_list_del(const struct lu_env *env,
+                     struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
+void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
+                        struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
+void cl_page_list_assume(const struct lu_env *env,
+                        struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
-                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
-void cl_page_list_fini   (const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
-
-void cl_2queue_init     (struct cl_2queue *queue);
-void cl_2queue_add      (struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
-void cl_2queue_disown   (const struct lu_env *env,
-                         struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
-void cl_2queue_assume   (const struct lu_env *env,
-                         struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
-void cl_2queue_discard  (const struct lu_env *env,
-                         struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
-void cl_2queue_fini     (const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
+                         struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
+void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
+
+void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
+void cl_2queue_add(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page,
+                  bool get_ref);
+void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
+                     struct cl_2queue *queue);
+void cl_2queue_assume(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
+                     struct cl_2queue *queue);
+void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
+                      struct cl_2queue *queue);
+void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
 
 /** @} cl_page_list */
@@ -2391,6 +2569,27 @@ void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
  * @{ */
 
+struct cl_sync_io;
+struct cl_dio_aio;
+
+typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
+
+void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
+                           struct cl_dio_aio *aio, cl_sync_io_end_t *end);
+
+int cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
+                   long timeout);
+void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
+                    int ioret);
+int cl_sync_io_wait_recycle(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
+                           long timeout, int ioret);
+struct cl_dio_aio *cl_aio_alloc(struct kiocb *iocb, struct cl_object *obj);
+void cl_aio_free(const struct lu_env *env, struct cl_dio_aio *aio);
+static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
+{
+       cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
+}
+
 /**
  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
@@ -2402,22 +2601,23 @@ struct cl_sync_io {
        atomic_t                csi_sync_nr;
        /** error code. */
        int                     csi_sync_rc;
-       /** barrier of destroy this structure */
-       atomic_t                csi_barrier;
        /** completion to be signaled when transfer is complete. */
        wait_queue_head_t       csi_waitq;
        /** callback to invoke when this IO is finished */
-       void                    (*csi_end_io)(const struct lu_env *,
-                                             struct cl_sync_io *);
+       cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
+       /** aio private data */
+       struct cl_dio_aio      *csi_aio;
 };
 
-void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
-                    void (*end)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *));
-int  cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
-                    long timeout);
-void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
-                    int ioret);
-void cl_sync_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor);
+/** To support Direct AIO */
+struct cl_dio_aio {
+       struct cl_sync_io       cda_sync;
+       struct cl_page_list     cda_pages;
+       struct cl_object        *cda_obj;
+       struct kiocb            *cda_iocb;
+       ssize_t                 cda_bytes;
+       unsigned                cda_no_aio_complete:1;
+};
 
 /** @} cl_sync_io */