Whamcloud - gitweb
LU-17081 build: Prefer folio_batch to pagevec
[fs/lustre-release.git] / lustre / include / cl_object.h
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  */
31 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
32 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
33
34 /** \defgroup clio clio
35  *
36  * Client objects implement io operations and cache pages.
37  *
38  * Examples: lov and osc are implementations of cl interface.
39  *
40  * Big Theory Statement.
41  *
42  * Layered objects.
43  *
44  * Client implementation is based on the following data-types:
45  *
46  *   - cl_object
47  *
48  *   - cl_page
49  *
50  *   - cl_lock     represents an extent lock on an object.
51  *
52  *   - cl_io       represents high-level i/o activity such as whole read/write
53  *                 system call, or write-out of pages from under the lock being
54  *                 canceled. cl_io has sub-ios that can be stopped and resumed
55  *                 independently, thus achieving high degree of transfer
56  *                 parallelism. Single cl_io can be advanced forward by
57  *                 the multiple threads (although in the most usual case of
58  *                 read/write system call it is associated with the single user
59  *                 thread, that issued the system call).
60  *
61  * Terminology
62  *
63  *     - to avoid confusion high-level I/O operation like read or write system
64  *     call is referred to as "an io", whereas low-level I/O operation, like
65  *     RPC, is referred to as "a transfer"
66  *
67  *     - "generic code" means generic (not file system specific) code in the
68  *     hosting environment. "cl-code" means code (mostly in cl_*.c files) that
69  *     is not layer specific.
70  *
71  * Locking.
72  *
73  *  - i_mutex
74  *      - PG_locked
75  *          - cl_object_header::coh_page_guard
76  *          - lu_site::ls_guard
77  *
78  * See the top comment in cl_object.c for the description of overall locking and
79  * reference-counting design.
80  *
81  * See comments below for the description of i/o, page, and dlm-locking
82  * design.
83  *
84  */
85
86 /*
87  * super-class definitions.
88  */
89 #include <linux/aio.h>
90 #include <linux/fs.h>
91
92 #include <libcfs/libcfs.h>
93 #include <lu_object.h>
94 #include <linux/atomic.h>
95 #include <linux/mutex.h>
96 #include <linux/radix-tree.h>
97 #include <linux/spinlock.h>
98 #include <linux/wait.h>
99 #include <linux/pagevec.h>
100 #include <libcfs/linux/linux-misc.h>
101 #include <lustre_dlm.h>
102 #include <lustre_compat.h>
103
104 struct obd_info;
105 struct inode;
106
107 struct cl_device;
108
109 struct cl_object;
110
111 struct cl_page;
112 struct cl_page_slice;
113 struct cl_lock;
114 struct cl_lock_slice;
115
116 struct cl_lock_operations;
117 struct cl_page_operations;
118
119 struct cl_io;
120 struct cl_io_slice;
121
122 struct cl_req_attr;
123
124 /**
125  * Device in the client stack.
126  *
127  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
128  */
129 struct cl_device {
130         /** Super-class. */
131         struct lu_device                   cd_lu_dev;
132 };
133
134 /* cl_object */
135 /**
136  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
137  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
138  * from sub-objects' ones.
139  */
140 struct cl_attr {
141         /** Object size, in bytes */
142         loff_t cat_size;
143
144         unsigned int cat_kms_valid:1;
145         /**
146          * Known minimal size, in bytes.
147          *
148          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
149          */
150         loff_t cat_kms;
151         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
152         time64_t cat_mtime;
153         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
154         time64_t cat_atime;
155         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
156         time64_t cat_ctime;
157         /**
158          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
159          *
160          * \todo XXX An interface for block size is needed.
161          */
162         __u64  cat_blocks;
163         /**
164          * User identifier for quota purposes.
165          */
166         uid_t  cat_uid;
167         /**
168          * Group identifier for quota purposes.
169          */
170         gid_t  cat_gid;
171
172         /* nlink of the directory */
173         __u64  cat_nlink;
174
175         /* Project identifier for quota purpose. */
176         __u32  cat_projid;
177 };
178
179 /**
180  * Fields in cl_attr that are being set.
181  */
182 enum cl_attr_valid {
183         CAT_SIZE        = BIT(0),
184         CAT_KMS         = BIT(1),
185         CAT_MTIME       = BIT(3),
186         CAT_ATIME       = BIT(4),
187         CAT_CTIME       = BIT(5),
188         CAT_BLOCKS      = BIT(6),
189         CAT_UID         = BIT(7),
190         CAT_GID         = BIT(8),
191         CAT_PROJID      = BIT(9),
192 };
193
194 /**
195  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
196  * stacks.
197  *
198  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
199  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
200  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
201  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
202  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
203  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
204  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
205  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
206  *    table.
207  *
208  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
209  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
210  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
211  *    layers:
212  *
213  *        - vvp
214  *        - lov
215  *
216  *    whereas its sub-objects are composed of
217  *
218  *        - lovsub
219  *        - osc
220  *
221  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
222  *    track of the object-subobject relationship.
223  *
224  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
225  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
226  *    destroyed too.
227  *
228  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
229  */
230 struct cl_object {
231         /** super class */
232         struct lu_object                   co_lu;
233         /** per-object-layer operations */
234         const struct cl_object_operations *co_ops;
235         /** offset of page slice in cl_page buffer */
236         int                                co_slice_off;
237 };
238
239 /**
240  * Description of the client object configuration. This is used for the
241  * creation of a new client object that is identified by a more state than
242  * fid.
243  */
244 struct cl_object_conf {
245         /** Super-class. */
246         struct lu_object_conf     coc_lu;
247         union {
248                 /**
249                  * Object layout. This is consumed by lov.
250                  */
251                 struct lu_buf    coc_layout;
252                 /**
253                  * Description of particular stripe location in the
254                  * cluster. This is consumed by osc.
255                  */
256                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
257         } u;
258         /**
259          * VFS inode. This is consumed by vvp.
260          */
261         struct inode             *coc_inode;
262         /**
263          * Layout lock handle.
264          */
265         struct ldlm_lock         *coc_lock;
266         bool                     coc_try;
267         /**
268          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
269          */
270         int                       coc_opc;
271 };
272
273 enum {
274         /** configure layout, new stripe, must must be holding layout lock. */
275         OBJECT_CONF_SET = 0,
276         /** invalidate the current stripe config when losing layout lock. */
277         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
278         /** wait for old layout to go away so that new layout can be set up. */
279         OBJECT_CONF_WAIT = 2
280 };
281
282 enum {
283         CL_LAYOUT_GEN_NONE      = (u32)-2,      /* layout lock was cancelled */
284         CL_LAYOUT_GEN_EMPTY     = (u32)-1,      /* for empty layout */
285 };
286
287 struct cl_layout {
288         /** the buffer to return the layout in lov_mds_md format. */
289         struct lu_buf   cl_buf;
290         /** size of layout in lov_mds_md format. */
291         size_t          cl_size;
292         /** Layout generation. */
293         u32             cl_layout_gen;
294         /** whether layout is a composite one */
295         bool            cl_is_composite;
296         /** Whether layout is a HSM released one */
297         bool            cl_is_released;
298         /** Whether layout is a readonly one */
299         bool            cl_is_rdonly;
300 };
301
302 enum coo_inode_opc {
303         COIO_INODE_LOCK,
304         COIO_INODE_UNLOCK,
305         COIO_SIZE_LOCK,
306         COIO_SIZE_UNLOCK,
307 };
308
309 /**
310  * Operations implemented for each cl object layer.
311  *
312  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
313  */
314 struct cl_object_operations {
315         /**
316          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
317          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
318          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
319          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
320          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
321          * sense). Optional.
322          *
323          * \retval NULL success.
324          *
325          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
326          *
327          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
328          *         to be used instead of newly created.
329          */
330         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
331                               struct cl_page *page, pgoff_t index);
332         /**
333          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
334          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
335          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
336          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
337          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
338          */
339         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
340                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
341                               const struct cl_io *io);
342         /**
343          * Initialize io state for a given layer.
344          *
345          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
346          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
347          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
348          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
349          * participating in this io share the same session.
350          */
351         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
352                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
353         /**
354          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
355          * called top-to-bottom through all object layers.
356          *
357          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
358          *
359          * \return   0: to continue
360          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
361          *              from enclosing cl_object_attr_get())
362          * \return -ve: to signal error
363          */
364         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
365                             struct cl_attr *attr);
366         /**
367          * Update attributes.
368          *
369          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
370          * indicating what attributes are to be set.
371          *
372          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
373          *
374          * \return the same convention as for
375          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
376          */
377         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
378                                const struct cl_attr *attr, unsigned int valid);
379         /**
380          * Mark the inode dirty. By this way, the inode will add into the
381          * writeback list of the corresponding @bdi_writeback, and then it will
382          * defer to write out the dirty pages to OSTs via the kernel writeback
383          * mechanism.
384          */
385         void (*coo_dirty_for_sync)(const struct lu_env *env,
386                                    struct cl_object *obj);
387         /**
388          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
389          * configuration.
390          *
391          * XXX error conditions and handling.
392          */
393         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
394                             const struct cl_object_conf *conf);
395         /**
396          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
397          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
398          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
399          *
400          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
401          * \see osc_object_glimpse()
402          */
403         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
404                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
405         /**
406          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
407          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
408          * mainly pages and locks.
409          */
410         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
411         /**
412          * Object getstripe method.
413          */
414         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
415                              struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
416         /**
417          * Get FIEMAP mapping from the object.
418          */
419         int (*coo_fiemap)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
420                           struct ll_fiemap_info_key *fmkey,
421                           struct fiemap *fiemap, size_t *buflen);
422         /**
423          * Get layout and generation of the object.
424          */
425         int (*coo_layout_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
426                               struct cl_layout *layout);
427         /**
428          * Get maximum size of the object.
429          */
430         loff_t (*coo_maxbytes)(struct cl_object *obj);
431         /**
432          * Set request attributes.
433          */
434         void (*coo_req_attr_set)(const struct lu_env *env,
435                                  struct cl_object *obj,
436                                  struct cl_req_attr *attr);
437         /**
438          * Flush \a obj data corresponding to \a lock. Used for DoM
439          * locks in llite's cancelling blocking ast callback.
440          */
441         int (*coo_object_flush)(const struct lu_env *env,
442                                 struct cl_object *obj,
443                                 struct ldlm_lock *lock);
444         /**
445          * operate upon inode. Used in LOV to lock/unlock inode from vvp layer.
446          */
447         int (*coo_inode_ops)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
448                              enum coo_inode_opc opc, void *data);
449 };
450
451 /**
452  * Extended header for client object.
453  */
454 struct cl_object_header {
455         /* Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points here.*/
456         struct lu_object_header coh_lu;
457
458         /**
459          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
460          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
461          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
462          * field allows certain code to be written generically, without
463          * limiting possible cl_object layouts unduly.
464          */
465         struct cl_object_header *coh_parent;
466         /**
467          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
468          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
469          * from.
470          *
471          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
472          */
473         spinlock_t               coh_attr_guard;
474         /**
475          * Size of cl_page + page slices
476          */
477         unsigned short           coh_page_bufsize;
478         /**
479          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
480          * sub-object, etc.
481          */
482         unsigned char            coh_nesting;
483 };
484
485 /**
486  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
487  * layer top-to-bottom to \a slice.
488  */
489 #define cl_object_for_each(slice, obj)                          \
490         list_for_each_entry((slice),                            \
491                             &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
492                             co_lu.lo_linkage)
493
494 /**
495  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
496  * layer bottom-to-top to \a slice.
497  */
498 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                          \
499         list_for_each_entry_reverse((slice),                            \
500                                     &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,\
501                                     co_lu.lo_linkage)
502
503 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
504
505 /** \struct cl_page
506  * Layered client page.
507  *
508  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
509  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
510  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
511  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
512  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
513  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
514  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
515  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
516  *
517  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
518  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
519  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
520  *    current design) that
521  *
522  *        - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
523  *          memory pressure),
524  *
525  *        - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
526  *          environment.
527  *
528  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
529  *    established when cl_page is created.
530  *
531  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
532  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
533  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
534  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
535  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
536  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
537  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
538  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
539  *
540  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
541  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
542  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
543  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
544  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
545  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
546  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
547  *    different ways to own a page in the client:
548  *
549  *        - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
550  *
551  *        - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
552  *          the ownership from the VM (cl_page_assume()).
553  *
554  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
555  *    cl_page_unassume().
556  *
557  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
558  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
559  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
560  *    destroyed.
561  *
562  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
563  *    pages is the following:
564  *
565  *        - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
566  *          to a page:
567  *
568  *            - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
569  *              spin-lock;
570  *
571  *            - by starting from VM-locked struct page and following some
572  *              hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
573  *              the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
574  *
575  *        - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
576  *          ways are severed with the proper synchronization
577  *          (cl_page_delete());
578  *
579  *        - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
580  *          lock;
581  *
582  *        - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
583  *          are allowed (checked in cl_page_get()).
584  *
585  *    Together this guarantees that when last reference to a
586  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
587  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
588  *    ones exist.
589  *
590  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
591  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
592  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
593  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
594  *    page.
595  *
596  * Linux Kernel implementation.
597  *
598  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
599  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
600  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
601  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
602  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
603  *    private data structures).
604  *
605  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
606  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
607  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
608  *    transfer.
609  *
610  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
611  *          write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
612  */
613
614 /**
615  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
616  *
617  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
618  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
619  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
620  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
621  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
622  * are interested in them.
623  */
624 enum cl_page_state {
625         /**
626          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
627          * following cases:
628          *
629          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
630          *     owns it;
631          *
632          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
633          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
634          *     into an RPC being constructed, and yanks it from the cache;
635          *
636          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
637          *     evict the page form the memory;
638          *
639          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
640          */
641         CPS_CACHED = 1,
642         /**
643          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
644          * state as a result of
645          *
646          *     - io creating new page and immediately owning it;
647          *
648          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
649          *     and owning it;
650          *
651          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
652          *     and waiting for owner to release the page;
653          *
654          * Page leaves owned state in the following cases:
655          *
656          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
657          *     the cache, doing nothing;
658          *
659          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
660          *     this page;
661          *
662          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
663          *     transfer for this page;
664          *
665          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
666          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
667          *
668          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
669          */
670         CPS_OWNED,
671         /**
672          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
673          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
674          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
675          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
676          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
677          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
678          * made by the hosting environment (that effectively means that the
679          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
680          * advance". This property is mentioned, because it is important when
681          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
682          * enter this state as a result of
683          *
684          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
685          *     write-out of this page, or
686          *
687          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
688          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
689          *     transfer.
690          *
691          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
692          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
693          *
694          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
695          *
696          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
697          */
698         CPS_PAGEOUT,
699         /**
700          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
701          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
702          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
703          * construction of read request from cached, presumably not up to date,
704          * pages.
705          *
706          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
707          *
708          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
709          */
710         CPS_PAGEIN,
711         /**
712          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
713          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
714          * of truncate.
715          *
716          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
717          *
718          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
719          */
720         CPS_FREEING,
721         CPS_NR
722 };
723
724 enum cl_page_type {
725         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
726          * belongs to.
727          */
728         CPT_CACHEABLE = 1,
729
730         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
731          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
732          *  it is used in DirectIO and lockless IO.
733          */
734         CPT_TRANSIENT,
735         CPT_NR
736 };
737
738 #define CP_STATE_BITS   4
739 #define CP_TYPE_BITS    2
740 #define CP_MAX_LAYER    2
741
742 /**
743  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
744  * immutables.
745  *
746  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
747  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
748  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
749  * cl_page::cp_owner (when set).
750  */
751 struct cl_page {
752         /** Reference counter. */
753         refcount_t              cp_ref;
754         /** layout_entry + stripe index, composed using lov_comp_index() */
755         unsigned int            cp_lov_index;
756         /** page->index of the page within the whole file */
757         pgoff_t                 cp_page_index;
758         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
759         struct cl_object        *cp_obj;
760         /** vmpage */
761         struct page             *cp_vmpage;
762         /**
763          * Assigned if doing direct IO, because in this case cp_vmpage is not
764          * a valid page cache page, hence the inode cannot be inferred from
765          * cp_vmpage->mapping->host.
766          */
767         struct inode            *cp_inode;
768         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
769         struct list_head        cp_batch;
770         /** array of slices offset. Immutable after creation. */
771         unsigned char           cp_layer_offset[CP_MAX_LAYER];
772         /** current slice index */
773         unsigned char           cp_layer_count:2;
774         /**
775          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
776          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
777          */
778         enum cl_page_state       cp_state:CP_STATE_BITS;
779         /**
780          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
781          * creation.
782          */
783         enum cl_page_type       cp_type:CP_TYPE_BITS;
784         unsigned                cp_defer_uptodate:1,
785                                 cp_ra_updated:1,
786                                 cp_ra_used:1;
787         /* which slab kmem index this memory allocated from */
788         short int               cp_kmem_index;
789
790         /**
791          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
792          * by sub-io. Protected by a VM lock.
793          */
794         struct cl_io            *cp_owner;
795         /** List of references to this page, for debugging. */
796         struct lu_ref           cp_reference;
797         /** Link to an object, for debugging. */
798         struct lu_ref_link      cp_obj_ref;
799         /** Link to a queue, for debugging. */
800         struct lu_ref_link      cp_queue_ref;
801         /** Assigned if doing a sync_io */
802         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
803 };
804
805 /**
806  * Per-layer part of cl_page.
807  *
808  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
809  */
810 struct cl_page_slice {
811         struct cl_page                  *cpl_page;
812         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
813 };
814
815 /**
816  * Lock mode. For the client extent locks.
817  *
818  * \ingroup cl_lock
819  */
820 enum cl_lock_mode {
821         CLM_READ,
822         CLM_WRITE,
823         CLM_GROUP,
824         CLM_MAX,
825 };
826
827 /**
828  * Requested transfer type.
829  */
830 enum cl_req_type {
831         CRT_READ,
832         CRT_WRITE,
833         CRT_NR
834 };
835
836 /**
837  * Per-layer page operations.
838  *
839  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
840  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
841  * the obvious cases.
842  *
843  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
844  */
845 struct cl_page_operations {
846         /**
847          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
848          * implement these. Current code assumes that this functionality is
849          * provided by the topmost layer, see __cl_page_disown() as an example.
850          */
851
852         /**
853          * Update file attributes when all we have is this page.  Used for tiny
854          * writes to update attributes when we don't have a full cl_io.
855          */
856         void (*cpo_page_touch)(const struct lu_env *env,
857                                const struct cl_page_slice *slice, size_t to);
858         /**
859          * Page destruction.
860          */
861
862         /**
863          * Called when page is truncated from the object. Optional.
864          *
865          * \see cl_page_discard()
866          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
867          */
868         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
869                             const struct cl_page_slice *slice,
870                             struct cl_io *io);
871         /**
872          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
873          * destroyed. Optional.
874          *
875          * \see cl_page_delete()
876          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
877          */
878         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
879                            const struct cl_page_slice *slice);
880         /**
881          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
882          *
883          * \see cl_page_print()
884          */
885         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
886                          const struct cl_page_slice *slice,
887                          void *cookie, lu_printer_t p);
888         /**
889          * \name transfer
890          *
891          * Transfer methods.
892          *
893          */
894         /**
895          * Request type dependent vector of operations.
896          *
897          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
898          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
899          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
900          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
901          * provided. That is, method invocation usually looks like
902          *
903          *         slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
904          */
905         struct {
906                 /**
907                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
908                  * fired after cl_page_prep() or cl_page_make_ready() call.
909                  *
910                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
911                  * guaranteed however, that the page involved and its object
912                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
913                  * safe).
914                  *
915                  * \see cl_page_completion()
916                  */
917                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
918                                        const struct cl_page_slice *slice,
919                                        int ioret);
920         } io[CRT_NR];
921         /**
922          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
923          * transmitted.
924          *
925          * This is used for immediate transfers.
926          *
927          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
928          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
929          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
930          * this for page queues.
931          *
932          * \see cl_page_clip()
933          */
934         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
935                          const struct cl_page_slice *slice, int from, int to);
936         /**
937          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
938          * right now.
939          *
940          * \see cl_page_flush()
941          */
942         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
943                          const struct cl_page_slice *slice,
944                          struct cl_io *io);
945 };
946
947 /**
948  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
949  */
950 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                     \
951 do {                                                                    \
952         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
953                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
954                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
955                 CDEBUG(mask, format, ## __VA_ARGS__);                   \
956         }                                                               \
957 } while (0)
958
959 /**
960  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
961  */
962 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                          \
963 do {                                                                          \
964         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                         \
965                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);              \
966                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
967                 CDEBUG(mask, format, ## __VA_ARGS__);                         \
968         }                                                                     \
969 } while (0)
970
971 static inline struct page *cl_page_vmpage(const struct cl_page *page)
972 {
973         LASSERT(page->cp_vmpage != NULL);
974         return page->cp_vmpage;
975 }
976
977 static inline pgoff_t cl_page_index(const struct cl_page *cp)
978 {
979         return cl_page_vmpage(cp)->index;
980 }
981
982 /**
983  * Check if a cl_page is in use.
984  *
985  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
986  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
987  */
988 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
989 {
990         return (refcount_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
991 }
992
993 /**
994  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
995  */
996 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
997 /**
998  * Caller doesn't hold a refcount.
999  */
1000 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1001
1002 /** \struct cl_lock
1003  *
1004  * Extent locking on the client.
1005  *
1006  * LAYERING
1007  *
1008  * The locking model of the new client code is built around
1009  *
1010  *        struct cl_lock
1011  *
1012  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1013  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1014  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1015  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1016  *
1017  * Typical cl_lock consists of one layer:
1018  *
1019  *     - lov_lock (lov specific data).
1020  *
1021  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1022  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1023  *
1024  *     - osc_lock
1025  *
1026  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1027  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1028  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1029  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1030  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1031  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1032  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1033  *
1034  * LIFE CYCLE
1035  *
1036  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1037  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1038  * I/O is complete.
1039  *
1040  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1041  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1042  *
1043  * INTERFACE AND USAGE
1044  *
1045  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1046  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1047  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1048  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1049  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1050  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1051  * OST side.
1052  *
1053  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1054  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1055  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1056  * clo_enqueue time, is released.
1057  *
1058  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1059  *
1060  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1061  *
1062  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1063  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1064  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1065  *
1066  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1067  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1068  *
1069  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1070  *
1071  *     - locks are released after IO is complete.
1072  *
1073  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1074  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1075  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1076  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1077  *
1078  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1079  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1080  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1081  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1082  * sacrificing correctness. This includes:
1083  *
1084  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1085  *  atomicity;
1086  *
1087  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1088  *
1089  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1090  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1091  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1092  *
1093  * Interaction with DLM
1094  *
1095  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1096  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1097  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1098  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1099  * description of interaction with DLM.
1100  */
1101
1102 /**
1103  * Lock description.
1104  */
1105 struct cl_lock_descr {
1106         /** Object this lock is granted for. */
1107         struct cl_object *cld_obj;
1108         /** Index of the first page protected by this lock. */
1109         pgoff_t           cld_start;
1110         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1111         pgoff_t           cld_end;
1112         /** Group ID, for group lock */
1113         __u64             cld_gid;
1114         /** Lock mode. */
1115         enum cl_lock_mode cld_mode;
1116         /**
1117          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1118          * enum cl_enq_flags.
1119          */
1120         __u32             cld_enq_flags;
1121 };
1122
1123 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1124 #define PDESCR(descr)                                                   \
1125         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1126         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1127
1128 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1129
1130 /**
1131  * Layered client lock.
1132  */
1133 struct cl_lock {
1134         /** List of slices. Immutable after creation. */
1135         struct list_head      cll_layers;
1136         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1137         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1138 };
1139
1140 /**
1141  * Per-layer part of cl_lock
1142  *
1143  * \see lov_lock, osc_lock
1144  */
1145 struct cl_lock_slice {
1146         struct cl_lock                  *cls_lock;
1147         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1148          * creation.
1149          */
1150         struct cl_object                *cls_obj;
1151         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1152         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1153         struct list_head                 cls_linkage;
1154 };
1155
1156 /**
1157  *
1158  * \see lov_lock_ops, osc_lock_ops
1159  */
1160 struct cl_lock_operations {
1161         /**
1162          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1163          *
1164          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1165          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1166          *              @anchor for resources
1167          * \retval -ve  failure
1168          *
1169          * \see lov_lock_enqueue(), osc_lock_enqueue()
1170          */
1171         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1172                             const struct cl_lock_slice *slice,
1173                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1174         /**
1175          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1176          * DLM lock
1177          */
1178         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1179                            const struct cl_lock_slice *slice);
1180         /**
1181          * Destructor. Frees resources and the slice.
1182          *
1183          * \see lov_lock_fini(), osc_lock_fini()
1184          */
1185         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1186         /**
1187          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1188          */
1189         int (*clo_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1190                          lu_printer_t p, const struct cl_lock_slice *slice);
1191 };
1192
1193 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                     \
1194 do {                                                                    \
1195         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                   \
1196                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1197                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1198                 CDEBUG(mask, format, ## __VA_ARGS__);                   \
1199         }                                                               \
1200 } while (0)
1201
1202 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                            \
1203         if (likely(expr))                                               \
1204                 break;                                                  \
1205                                                                         \
1206         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1207         LBUG();                                                         \
1208 } while (0)
1209
1210
1211 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1212  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1213  *
1214  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1215  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1216  * pages:
1217  *
1218  *     - submit pages for an immediate transfer,
1219  *
1220  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1221  *
1222  *     - discard pages.
1223  *
1224  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1225  *
1226  * \todo XXX concurrency control.
1227  *
1228  */
1229 struct cl_page_list {
1230         unsigned int             pl_nr;
1231         struct list_head         pl_pages;
1232 };
1233
1234 /**
1235  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1236  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1237  */
1238 struct cl_2queue {
1239         struct cl_page_list c2_qin;
1240         struct cl_page_list c2_qout;
1241 };
1242
1243 /** \struct cl_io
1244  * I/O
1245  *
1246  * cl_io represents a high level I/O activity like
1247  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1248  * lock.
1249  *
1250  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1251  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1252  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1253  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1254  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1255  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1256  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1257  * by using free-lists, see cl_env_get().
1258  *
1259  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1260  * cl_io_type.
1261  *
1262  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1263  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1264  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1265  * released.
1266  *
1267  * For read/write io overall execution plan is as following:
1268  *
1269  *     (0) initialize io state through all layers;
1270  *
1271  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1272  *
1273  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1274  *
1275  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1276  *
1277  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1278  *         cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1279  *         cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1280  *
1281  *     (5) release locks
1282  *
1283  *     (6) repeat loop.
1284  *
1285  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1286  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1287  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1288  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1289  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1290  */
1291
1292 /** IO types */
1293 enum cl_io_type {
1294         /** read system call */
1295         CIT_READ = 1,
1296         /** write system call */
1297         CIT_WRITE,
1298         /** truncate, utime system calls */
1299         CIT_SETATTR,
1300         /** get data version */
1301         CIT_DATA_VERSION,
1302         /**
1303          * page fault handling
1304          */
1305         CIT_FAULT,
1306         /**
1307          * fsync system call handling
1308          * To write out a range of file
1309          */
1310         CIT_FSYNC,
1311         /**
1312          * glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1313          */
1314         CIT_GLIMPSE,
1315         /**
1316          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1317          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1318          *
1319          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1320          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1321          *     to the server;
1322          *
1323          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1324          *     for memory cleansing;
1325          *
1326          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1327          *
1328          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1329          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1330          * cl_io_loop() is never called for it.
1331          */
1332         CIT_MISC,
1333         /**
1334          * ladvise handling
1335          * To give advice about access of a file
1336          */
1337         CIT_LADVISE,
1338         /**
1339          * SEEK_HOLE/SEEK_DATA handling to search holes or data
1340          * across all file objects
1341          */
1342         CIT_LSEEK,
1343         CIT_OP_NR
1344 };
1345
1346 /**
1347  * States of cl_io state machine
1348  */
1349 enum cl_io_state {
1350         /** Not initialized. */
1351         CIS_ZERO,
1352         /** Initialized. */
1353         CIS_INIT,
1354         /** IO iteration started. */
1355         CIS_IT_STARTED,
1356         /** Locks taken. */
1357         CIS_LOCKED,
1358         /** Actual IO is in progress. */
1359         CIS_IO_GOING,
1360         /** IO for the current iteration finished. */
1361         CIS_IO_FINISHED,
1362         /** Locks released. */
1363         CIS_UNLOCKED,
1364         /** Iteration completed. */
1365         CIS_IT_ENDED,
1366         /** cl_io finalized. */
1367         CIS_FINI
1368 };
1369
1370 /**
1371  * IO state private for a layer.
1372  *
1373  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1374  * dynamically.
1375  *
1376  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1377  */
1378 struct cl_io_slice {
1379         struct cl_io                    *cis_io;
1380         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1381         struct cl_object                *cis_obj;
1382         /** io operations. Immutable after creation. */
1383         const struct cl_io_operations   *cis_iop;
1384         /**
1385          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1386          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1387          */
1388         struct list_head                cis_linkage;
1389 };
1390
1391 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1392                               struct folio_batch *);
1393
1394 struct cl_read_ahead {
1395         /* Maximum page index the readahead window will end.
1396          * This is determined DLM lock coverage, RPC and stripe boundary.
1397          * cra_end is included.
1398          */
1399         pgoff_t         cra_end_idx;
1400         /* optimal RPC size for this read, by pages */
1401         unsigned long   cra_rpc_pages;
1402         /* Release callback. If readahead holds resources underneath, this
1403          * function should be called to release it.
1404          */
1405         void            (*cra_release)(const struct lu_env *env,
1406                                        struct cl_read_ahead *ra);
1407
1408         /* Callback data for cra_release routine */
1409         void            *cra_dlmlock;
1410         void            *cra_oio;
1411
1412         /* whether lock is in contention */
1413         bool            cra_contention;
1414 };
1415
1416 static inline void cl_read_ahead_release(const struct lu_env *env,
1417                                          struct cl_read_ahead *ra)
1418 {
1419         if (ra->cra_release != NULL)
1420                 ra->cra_release(env, ra);
1421         memset(ra, 0, sizeof(*ra));
1422 }
1423
1424
1425 /**
1426  * Per-layer io operations.
1427  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1428  */
1429 struct cl_io_operations {
1430         /**
1431          * Vector of io state transition methods for every io type.
1432          *
1433          * \see cl_page_operations::io
1434          */
1435         struct {
1436                 /**
1437                  * Prepare io iteration at a given layer.
1438                  *
1439                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1440                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1441                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1442                  *
1443                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1444                  */
1445                 int (*cio_iter_init)(const struct lu_env *env,
1446                                      const struct cl_io_slice *slice);
1447                 /**
1448                  * Finalize io iteration.
1449                  *
1450                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1451                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1452                  * continued.
1453                  *
1454                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1455                  */
1456                 void (*cio_iter_fini)(const struct lu_env *env,
1457                                       const struct cl_io_slice *slice);
1458                 /**
1459                  * Collect locks for the current iteration of io.
1460                  *
1461                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1462                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1463                  * anything, instead it should post a lock through
1464                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1465                  * sorted and enqueued in the proper order.
1466                  */
1467                 int  (*cio_lock)(const struct lu_env *env,
1468                                  const struct cl_io_slice *slice);
1469                 /**
1470                  * Finalize unlocking.
1471                  *
1472                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1473                  * functionality, after generic code released all locks
1474                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1475                  */
1476                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1477                                     const struct cl_io_slice *slice);
1478                 /**
1479                  * Start io iteration.
1480                  *
1481                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1482                  * commence actual IO. In the current implementation,
1483                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1484                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1485                  * are called when everything is done.
1486                  */
1487                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1488                                   const struct cl_io_slice *slice);
1489                 /**
1490                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1491                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1492                  */
1493                 void (*cio_end)(const struct lu_env *env,
1494                                 const struct cl_io_slice *slice);
1495                 /**
1496                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1497                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1498                  */
1499                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1500                                     const struct cl_io_slice *slice,
1501                                     size_t nob);
1502                 /**
1503                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1504                  */
1505                 void (*cio_fini)(const struct lu_env *env,
1506                                   const struct cl_io_slice *slice);
1507         } op[CIT_OP_NR];
1508
1509         /**
1510          * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1511          * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1512          * non-zero if failed to submit even the single page. If
1513          * submission failed after some pages were moved into \a
1514          * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1515          * executed on them.
1516          */
1517         int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1518                            const struct cl_io_slice *slice,
1519                            enum cl_req_type crt, struct cl_2queue *queue);
1520         /**
1521          * Queue async page for write.
1522          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1523          * cio_submit is for urgent request.
1524          */
1525         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1526                                  const struct cl_io_slice *slice,
1527                                  struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1528                                  cl_commit_cbt cb);
1529         /**
1530          * Release active extent.
1531          */
1532         void  (*cio_extent_release)(const struct lu_env *env,
1533                                     const struct cl_io_slice *slice);
1534         /**
1535          * Decide maximum read ahead extent
1536          *
1537          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1538          */
1539         int (*cio_read_ahead)(const struct lu_env *env,
1540                               const struct cl_io_slice *slice,
1541                               pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
1542         /**
1543          *
1544          * Reserve LRU slots before IO.
1545          */
1546         int (*cio_lru_reserve)(const struct lu_env *env,
1547                                const struct cl_io_slice *slice,
1548                                loff_t pos, size_t bytes);
1549         /**
1550          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1551          */
1552         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1553                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1554 };
1555
1556 /**
1557  * Flags to lock enqueue procedure.
1558  * \ingroup cl_lock
1559  */
1560 enum cl_enq_flags {
1561         /**
1562          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1563          * -EAGAIN is returned immediately.
1564          */
1565         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1566         /**
1567          * Tell lower layers this is a glimpse request, translated to
1568          * LDLM_FL_HAS_INTENT at LDLM layer.
1569          *
1570          * Also, because glimpse locks never block other locks, we count this
1571          * as automatically compatible with other osc locks.
1572          * (see osc_lock_compatible)
1573          */
1574         CEF_GLIMPSE        = 0x00000002,
1575         /**
1576          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1577          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1578          * protected by this lock, without sending them to the server.
1579          */
1580         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1581         /**
1582          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1583          * mmapped-buffer locks, glimpse locks, manually requested locks
1584          * (LU_LADVISE_LOCKAHEAD) that must never be converted into lockless
1585          * mode.
1586          *
1587          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock, cl_request_lock().
1588          */
1589         CEF_MUST         = 0x00000008,
1590         /**
1591          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1592          * not used currently.
1593          *
1594          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1595          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1596          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1597          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1598          * that are described by the enqueue flags.
1599          */
1600         CEF_NEVER        = 0x00000010,
1601         /**
1602          * tell the dlm layer this is a speculative lock request
1603          * speculative lock requests are locks which are not requested as part
1604          * of an I/O operation.  Instead, they are requested because we expect
1605          * to use them in the future.  They are requested asynchronously at the
1606          * ptlrpc layer.
1607          *
1608          * Currently used for asynchronous glimpse locks and manually requested
1609          * locks (LU_LADVISE_LOCKAHEAD).
1610          */
1611         CEF_SPECULATIVE          = 0x00000020,
1612         /**
1613          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1614          */
1615         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1616         /**
1617          * Lock match only. Used by group lock in I/O as group lock
1618          * is known to exist.
1619          */
1620         CEF_LOCK_MATCH  = 0x00000080,
1621         /**
1622          * tell the DLM layer to lock only the requested range
1623          */
1624         CEF_LOCK_NO_EXPAND    = 0x00000100,
1625         /**
1626          * mask of enq_flags.
1627          */
1628         CEF_MASK         = 0x000001ff,
1629 };
1630
1631 /**
1632  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1633  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1634  */
1635 struct cl_io_lock_link {
1636         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1637         struct list_head        cill_linkage;
1638         struct cl_lock          cill_lock;
1639         /** optional destructor */
1640         void                    (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1641                                              struct cl_io_lock_link *link);
1642 };
1643 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1644
1645 /**
1646  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1647  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1648  * possible, because
1649  *
1650  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1651  *        "cascading timeouts";
1652  *
1653  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1654  *        see comment in osc_lock_enqueue(),
1655  *
1656  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1657  *
1658  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1659  *
1660  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1661  *
1662  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1663  *
1664  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1665  *        is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1666  *        locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1667  *        the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1668  *        case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1669  *
1670  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1671  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1672  * enqueued.
1673  */
1674 struct cl_lockset {
1675         /** locks to be acquired. */
1676         struct list_head  cls_todo;
1677         /** locks acquired. */
1678         struct list_head  cls_done;
1679 };
1680
1681 /**
1682  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1683  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1684  */
1685 enum cl_io_lock_dmd {
1686         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1687         CILR_MANDATORY = 0,
1688         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1689         CILR_MAYBE,
1690         /** Never lock: there is no cache (e.g., liblustre). */
1691         CILR_NEVER
1692 };
1693
1694 enum cl_fsync_mode {
1695         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1696         CL_FSYNC_NONE           = 0,
1697         /** start writeback and wait for them to finish */
1698         CL_FSYNC_LOCAL          = 1,
1699         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1700         CL_FSYNC_DISCARD        = 2,
1701         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1702          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished
1703          */
1704         CL_FSYNC_ALL            = 3,
1705         /** start writeback, thus the kernel can reclaim some memory */
1706         CL_FSYNC_RECLAIM        = 4,
1707 };
1708
1709 struct cl_io_rw_common {
1710         loff_t  crw_pos;
1711         size_t  crw_bytes;
1712         int     crw_nonblock;
1713 };
1714 enum cl_setattr_subtype {
1715         /** regular setattr **/
1716         CL_SETATTR_REG = 1,
1717         /** truncate(2) **/
1718         CL_SETATTR_TRUNC,
1719         /** fallocate(2) - mode preallocate **/
1720         CL_SETATTR_FALLOCATE
1721 };
1722
1723 struct cl_io_range {
1724         loff_t cir_pos;
1725         size_t cir_count;
1726 };
1727
1728 struct cl_io_pt {
1729         struct cl_io_pt *cip_next;
1730         struct kiocb cip_iocb;
1731         struct iov_iter cip_iter;
1732         struct file *cip_file;
1733         enum cl_io_type cip_iot;
1734         unsigned int cip_need_restart:1;
1735         loff_t cip_pos;
1736         size_t cip_count;
1737         ssize_t cip_result;
1738 };
1739
1740 /**
1741  * State for io.
1742  *
1743  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1744  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1745  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1746  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1747  * mutable cl_io fields.
1748  */
1749 struct cl_io {
1750         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1751         enum cl_io_type                ci_type;
1752         /** current state of cl_io state machine. */
1753         enum cl_io_state               ci_state;
1754         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1755         struct cl_object              *ci_obj;
1756         /** top level dio_aio */
1757         struct cl_dio_aio             *ci_dio_aio;
1758         /**
1759          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1760          * creation.
1761          */
1762         struct cl_io                  *ci_parent;
1763         /** List of slices. Immutable after creation. */
1764         struct list_head                ci_layers;
1765         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1766         struct cl_lockset              ci_lockset;
1767         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1768         enum cl_io_lock_dmd            ci_lockreq;
1769         /** layout version when this IO occurs */
1770         __u32                           ci_layout_version;
1771         union {
1772                 struct cl_rd_io {
1773                         struct cl_io_rw_common rd;
1774                 } ci_rd;
1775                 struct cl_wr_io {
1776                         struct cl_io_rw_common wr;
1777                         int                    wr_append;
1778                         int                    wr_sync;
1779                 } ci_wr;
1780                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1781                 struct cl_setattr_io {
1782                         struct ost_lvb           sa_attr;
1783                         unsigned int             sa_attr_flags;
1784                         unsigned int             sa_avalid; /* ATTR_* */
1785                         unsigned int             sa_xvalid; /* OP_XVALID */
1786                         int                      sa_stripe_index;
1787                         struct ost_layout        sa_layout;
1788                         const struct lu_fid     *sa_parent_fid;
1789                         /* SETATTR interface is used for regular setattr, */
1790                         /* truncate(2) and fallocate(2) subtypes */
1791                         enum cl_setattr_subtype  sa_subtype;
1792                         /* The following are used for fallocate(2) */
1793                         int                      sa_falloc_mode;
1794                         loff_t                   sa_falloc_offset;
1795                         loff_t                   sa_falloc_end;
1796                         uid_t                    sa_falloc_uid;
1797                         gid_t                    sa_falloc_gid;
1798                         __u32                    sa_falloc_projid;
1799                 } ci_setattr;
1800                 struct cl_data_version_io {
1801                         u64 dv_data_version;
1802                         u32 dv_layout_version;
1803                         int dv_flags;
1804                 } ci_data_version;
1805                 struct cl_fault_io {
1806                         /** page index within file. */
1807                         pgoff_t         ft_index;
1808                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1809                         size_t          ft_bytes;
1810                         /** writable page? for nopage() only */
1811                         int             ft_writable;
1812                         /** page of an executable? */
1813                         int             ft_executable;
1814                         /** page_mkwrite() */
1815                         int             ft_mkwrite;
1816                         /** resulting page */
1817                         struct cl_page *ft_page;
1818                 } ci_fault;
1819                 struct cl_fsync_io {
1820                         loff_t             fi_start;
1821                         loff_t             fi_end;
1822                         /** file system level fid */
1823                         struct lu_fid     *fi_fid;
1824                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1825                         /* how many pages were written/discarded */
1826                         unsigned int       fi_nr_written;
1827                 } ci_fsync;
1828                 struct cl_ladvise_io {
1829                         __u64                    lio_start;
1830                         __u64                    lio_end;
1831                         /** file system level fid */
1832                         struct lu_fid           *lio_fid;
1833                         enum lu_ladvise_type     lio_advice;
1834                         __u64                    lio_flags;
1835                 } ci_ladvise;
1836                 struct cl_lseek_io {
1837                         loff_t                   ls_start;
1838                         loff_t                   ls_result;
1839                         int                      ls_whence;
1840                 } ci_lseek;
1841                 struct cl_misc_io {
1842                         time64_t                 lm_next_rpc_time;
1843                 } ci_misc;
1844         } u;
1845         struct cl_2queue        ci_queue;
1846         size_t                  ci_bytes;
1847         int                     ci_result;
1848         unsigned int            ci_continue:1,
1849         /**
1850          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1851          * don't do lockless i/o.
1852          */
1853                              ci_no_srvlock:1,
1854         /**
1855          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1856          */
1857                              ci_need_restart:1,
1858         /**
1859          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1860          * change(page operations, layout change causes all page to be
1861          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1862          */
1863                              ci_ignore_layout:1,
1864         /**
1865          * Need MDS intervention to complete a write.
1866          * Write intent is required for the following cases:
1867          * 1. component being written is not initialized, or
1868          * 2. the mirrored files are NOT in WRITE_PENDING state.
1869          */
1870                              ci_need_write_intent:1,
1871         /**
1872          * File is in PCC-RO state, need MDS intervention to complete
1873          * a data modifying operation.
1874          */
1875                              ci_need_pccro_clear:1,
1876         /**
1877          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1878          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1879          * verify layout because HSM won't release openning files.
1880          * Right now, only two opertaions need to verify layout: glimpse
1881          * and setattr.
1882          */
1883                              ci_verify_layout:1,
1884         /**
1885          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1886          */
1887                              ci_restore_needed:1,
1888         /**
1889          * O_NOATIME
1890          */
1891                              ci_noatime:1,
1892         /* Tell sublayers not to expand LDLM locks requested for this IO */
1893                              ci_lock_no_expand:1,
1894         /**
1895          * Set if non-delay RPC should be used for this IO.
1896          *
1897          * If this file has multiple mirrors, and if the OSTs of the current
1898          * mirror is inaccessible, non-delay RPC would error out quickly so
1899          * that the upper layer can try to access the next mirror.
1900          */
1901                              ci_ndelay:1,
1902         /**
1903          * Set if IO is triggered by async workqueue readahead.
1904          */
1905                              ci_async_readahead:1,
1906         /**
1907          * Ignore lockless and do normal locking for this io.
1908          */
1909                              ci_dio_lock:1,
1910         /**
1911          * Set if we've tried all mirrors for this read IO, if it's not set,
1912          * the read IO will check to-be-read OSCs' status, and make fast-switch
1913          * another mirror if some of the OSTs are not healthy.
1914          */
1915                              ci_tried_all_mirrors:1,
1916         /**
1917          * Random read hints, readahead will be disabled.
1918          */
1919                              ci_rand_read:1,
1920         /**
1921          * Sequential read hints.
1922          */
1923                              ci_seq_read:1,
1924         /**
1925          * Do parallel (async) submission of DIO RPCs.  Note DIO is still sync
1926          * to userspace, only the RPCs are submitted async, then waited for at
1927          * the llite layer before returning.
1928          */
1929                              ci_parallel_dio:1,
1930         /**
1931          * this DIO is at least partly unaligned, and so the unaligned DIO
1932          * path is being used for this entire IO
1933          */
1934                              ci_unaligned_dio:1,
1935         /**
1936          * there is a compat issue with unupgraded ZFS targets which means we
1937          * must refuse to do unaligned DIO to these targets, so this is used
1938          * to annotate that in the IO (since we learn if there is a problematic
1939          * OST/MDT target as we build the IO)
1940          */
1941                              ci_allow_unaligned_dio:1,
1942         /**
1943          * Bypass quota check
1944          */
1945                              ci_noquota:1,
1946         /**
1947          * io_uring direct IO with flags IOCB_NOWAIT.
1948          */
1949                              ci_iocb_nowait:1,
1950         /**
1951          * The filesystem must exclusively acquire invalidate_lock before
1952          * invalidating page cache in truncate / hole punch / DLM extent
1953          * lock blocking AST path (and thus calling into ->invalidatepage)
1954          * to block races between page cache invalidation and page cache
1955          * filling functions (fault, read, ...)
1956          */
1957                              ci_invalidate_page_cache:1,
1958         /* was this IO switched from BIO to DIO for hybrid IO? */
1959                              ci_hybrid_switched:1;
1960
1961         /**
1962          * How many times the read has retried before this one.
1963          * Set by the top level and consumed by the LOV.
1964          */
1965         unsigned int         ci_ndelay_tried;
1966         /**
1967          * Designated mirror index for this I/O.
1968          */
1969         unsigned int         ci_designated_mirror;
1970         /**
1971          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1972          */
1973         unsigned int         ci_owned_nr;
1974         /**
1975          * Range of write intent. Valid if ci_need_write_intent is set.
1976          */
1977         struct lu_extent     ci_write_intent;
1978 };
1979
1980 /**
1981  * Per-transfer attributes.
1982  */
1983 struct cl_req_attr {
1984         enum cl_req_type cra_type;
1985         u64              cra_flags;
1986         struct cl_page  *cra_page;
1987         /** Generic attributes for the server consumption. */
1988         struct obdo     *cra_oa;
1989         /** Jobid */
1990         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1991         /** uid/gid of the process doing an io */
1992         u32 cra_uid;
1993         u32 cra_gid;
1994 };
1995
1996 enum cache_stats_item {
1997         /** how many cache lookups were performed */
1998         CS_lookup = 0,
1999         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2000         CS_hit,
2001         /** how many entities are in the cache right now */
2002         CS_total,
2003         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2004          * evicted) right now
2005          */
2006         CS_busy,
2007         /** how many entities were created at all */
2008         CS_create,
2009         CS_NR
2010 };
2011
2012 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2013
2014 /**
2015  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2016  */
2017 struct cache_stats {
2018         const char      *cs_name;
2019         atomic_t        cs_stats[CS_NR];
2020 };
2021
2022 /** These are not exported so far */
2023 void cache_stats_init(struct cache_stats *cs, const char *name);
2024
2025 /**
2026  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2027  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2028  * clients to co-exist in the single address space.
2029  */
2030 struct cl_site {
2031         struct lu_site          cs_lu;
2032         /**
2033          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2034          * per-cpu counters is needed.
2035          *
2036          * These are exported as /proc/fs/lustre/llite/.../site
2037          *
2038          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2039          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2040          */
2041         struct cache_stats      cs_pages;
2042         atomic_t                cs_pages_state[CPS_NR];
2043 };
2044
2045 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2046 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2047 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2048
2049 /**
2050  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2051  * ll_rd_*()-style functions.
2052  */
2053 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2054
2055 /**
2056  * \name helpers
2057  *
2058  * Type conversion and accessory functions.
2059  */
2060
2061 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2062 {
2063         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2064 }
2065
2066 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2067 {
2068         LASSERT(d == NULL || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2069         return container_of_safe(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2070 }
2071
2072 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2073 {
2074         return &d->cd_lu_dev;
2075 }
2076
2077 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2078 {
2079         LASSERT(o == NULL || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2080         return container_of_safe(o, struct cl_object, co_lu);
2081 }
2082
2083 static inline const struct cl_object_conf *
2084 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2085 {
2086         return container_of_safe(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2087 }
2088
2089 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2090 {
2091         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2092 }
2093
2094 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2095 {
2096         return container_of_safe(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2097 }
2098
2099 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2100 {
2101         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2102 }
2103
2104 static inline
2105 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2106 {
2107         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2108 }
2109
2110 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2111 {
2112         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2113 }
2114
2115 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2116 {
2117         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2118 }
2119
2120 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2121                        struct cl_object *obj,
2122                        const struct cl_page_operations *ops);
2123 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2124                        struct cl_object *obj,
2125                        const struct cl_lock_operations *ops);
2126 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2127                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2128
2129 struct cl_object *cl_object_top(struct cl_object *o);
2130 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2131                                  const struct lu_fid *fid,
2132                                  const struct cl_object_conf *c);
2133
2134 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2135 void cl_object_header_fini(struct cl_object_header *h);
2136 void cl_object_put(const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2137 void cl_object_get(struct cl_object *o);
2138 void cl_object_attr_lock(struct cl_object *o);
2139 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2140 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2141                         struct cl_attr *attr);
2142 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2143                            const struct cl_attr *attr, unsigned int valid);
2144 void cl_object_dirty_for_sync(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2145 int  cl_object_glimpse(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2146                        struct ost_lvb *lvb);
2147 int  cl_conf_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2148                  const struct cl_object_conf *conf);
2149 int  cl_object_prune(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2150 void cl_object_kill(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2151 int cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2152                         struct lov_user_md __user *lum, size_t size);
2153 int cl_object_fiemap(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2154                      struct ll_fiemap_info_key *fmkey, struct fiemap *fiemap,
2155                      size_t *buflen);
2156 int cl_object_layout_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2157                          struct cl_layout *cl);
2158 loff_t cl_object_maxbytes(struct cl_object *obj);
2159 int cl_object_flush(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2160                     struct ldlm_lock *lock);
2161 int cl_object_inode_ops(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2162                         enum coo_inode_opc opc, void *data);
2163
2164
2165 /**
2166  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2167  */
2168 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2169 {
2170         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2171 }
2172
2173 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2174 {
2175         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2176         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += round_up(size, 8);
2177         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2178 }
2179
2180 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2181                                          struct cl_page *page)
2182 {
2183         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2184 }
2185
2186 /**
2187  * Return refcount of cl_object.
2188  */
2189 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2190 {
2191         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2192
2193         return atomic_read(&header->loh_ref);
2194 }
2195
2196 /* cl_page */
2197 struct cl_page *cl_page_find(const struct lu_env *env,
2198                              struct cl_object *obj,
2199                              pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2200                              enum cl_page_type type);
2201 struct cl_page *cl_page_alloc(const struct lu_env *env,
2202                               struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2203                               struct page *vmpage,
2204                               enum cl_page_type type);
2205 void cl_page_get(struct cl_page *page);
2206 void cl_page_put(const struct lu_env *env,
2207                             struct cl_page *page);
2208 void cl_batch_put(const struct lu_env *env, struct cl_page *page,
2209                   struct folio_batch *fbatch);
2210 void cl_page_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2211                    lu_printer_t printer, const struct cl_page *pg);
2212 void cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2213                           lu_printer_t printer, const struct cl_page *pg);
2214 struct cl_page *cl_vmpage_page(struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2215
2216 /**
2217  * \name ownership
2218  *
2219  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2220  */
2221
2222 int cl_page_own(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2223                 struct cl_page *page);
2224 int cl_page_own_try(const struct lu_env *env,
2225                     struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2226 void cl_page_assume(const struct lu_env *env,
2227                     struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2228 void cl_page_unassume(const struct lu_env *env,
2229                       struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2230 void cl_page_disown(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2231                     struct cl_page *page);
2232 int cl_page_is_owned(const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2233
2234 /**
2235  * \name transfer
2236  *
2237  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2238  * tracking transfer state.
2239  */
2240 int cl_page_prep(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2241                  struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2242 void cl_page_completion(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2243                          enum cl_req_type crt, int ioret);
2244 int cl_page_make_ready(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2245                        enum cl_req_type crt);
2246 int cl_page_cache_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2247                       struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2248 void cl_page_clip(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2249                   int from, int to);
2250 int cl_page_flush(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2251                   struct cl_page *pg);
2252
2253 /**
2254  * \name helper routines
2255  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2256  */
2257 void cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2258                      struct cl_page *pg);
2259 void cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2260 void cl_page_touch(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg,
2261                    size_t to);
2262 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2263                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2264 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2265                          lu_printer_t printer,
2266                          const struct cl_lock_descr *descr);
2267
2268 /**
2269  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2270  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2271  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2272  * layer for recovery purposes.
2273  */
2274 struct cl_client_cache {
2275         /**
2276          * # of client cache refcount
2277          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2278          */
2279         refcount_t              ccc_users;
2280         /**
2281          * # of threads are doing shrinking
2282          */
2283         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2284         /**
2285          * # of LRU entries available
2286          */
2287         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2288         /**
2289          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2290          */
2291         struct list_head        ccc_lru;
2292         /**
2293          * Max # of LRU entries
2294          */
2295         unsigned long           ccc_lru_max;
2296         /**
2297          * Lock to protect ccc_lru list
2298          */
2299         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2300         /**
2301          * Set if unstable check is enabled
2302          */
2303         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2304         /**
2305          * # of unstable pages for this mount point
2306          */
2307         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2308         /**
2309          * Serialize max_cache_mb write operation
2310          */
2311         struct mutex            ccc_max_cache_mb_lock;
2312 };
2313 /**
2314  * cl_cache functions
2315  */
2316 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2317 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2318 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2319
2320 /* cl_lock */
2321 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2322                     struct cl_lock *lock);
2323 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2324                  const struct cl_io *io);
2325 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2326 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2327                                        const struct lu_device_type *dtype);
2328 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2329
2330 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2331                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2332 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2333
2334 /* cl_io */
2335 int   cl_io_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2336                  enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2337 int   cl_io_sub_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2338                      enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2339 int   cl_io_rw_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2340                     enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t bytes);
2341 int   cl_io_loop(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2342
2343 void  cl_io_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2344 int   cl_io_iter_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2345 void  cl_io_iter_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2346 int   cl_io_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2347 void  cl_io_unlock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2348 int   cl_io_start(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2349 void  cl_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2350 int   cl_io_lock_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2351                      struct cl_io_lock_link *link);
2352 int   cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2353                            struct cl_lock_descr *descr);
2354 int   cl_io_submit_rw(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2355                       enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2356 int   cl_io_submit_sync(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2357                         enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2358                         long timeout);
2359 int   cl_io_commit_async(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2360                           struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2361                           cl_commit_cbt cb);
2362 void  cl_io_extent_release(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2363 int cl_io_lru_reserve(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2364                       loff_t pos, size_t bytes);
2365 int   cl_io_read_ahead(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2366                        pgoff_t start, struct cl_read_ahead *ra);
2367 void  cl_io_rw_advance(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2368                        size_t bytes);
2369
2370 /**
2371  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2372  */
2373 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2374 {
2375         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2376 }
2377
2378 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2379 {
2380         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2381 }
2382
2383 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2384 {
2385         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2386 }
2387
2388 /**
2389  * True, iff \a io is a truncate(2).
2390  */
2391 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2392 {
2393         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2394                 (io->u.ci_setattr.sa_avalid & ATTR_SIZE) &&
2395                 (io->u.ci_setattr.sa_subtype != CL_SETATTR_FALLOCATE);
2396 }
2397
2398 static inline int cl_io_is_fallocate(const struct cl_io *io)
2399 {
2400         return (io->ci_type == CIT_SETATTR) &&
2401                (io->u.ci_setattr.sa_subtype == CL_SETATTR_FALLOCATE);
2402 }
2403
2404 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2405
2406 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(obj, base) memset_startat(obj, 0, base)
2407
2408 /* cl_page_list */
2409 /**
2410  * Last page in the page list.
2411  */
2412 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2413 {
2414         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2415         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2416 }
2417
2418 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2419 {
2420         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2421         return list_first_entry(&plist->pl_pages, struct cl_page, cp_batch);
2422 }
2423
2424 /**
2425  * Iterate over pages in a page list.
2426  */
2427 #define cl_page_list_for_each(page, list)                               \
2428         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2429
2430 /**
2431  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2432  */
2433 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                    \
2434         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2435
2436 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
2437 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page,
2438                       bool getref);
2439 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2440                        struct cl_page *page);
2441 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2442                             struct cl_page *page);
2443 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list,
2444                          struct cl_page_list *head);
2445 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env,
2446                       struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page,
2447                       bool putref);
2448 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
2449                          struct cl_page_list *plist);
2450 void cl_page_list_assume(const struct lu_env *env,
2451                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2452 void cl_page_list_discard(const struct lu_env *env,
2453                           struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2454 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2455
2456 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
2457 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2458 void cl_2queue_assume(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2459                       struct cl_2queue *queue);
2460 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2461                        struct cl_2queue *queue);
2462 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2463 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2464
2465 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2466                      struct cl_req_attr *attr);
2467
2468 /* cl_sync_io */
2469 struct cl_sync_io;
2470 struct cl_dio_aio;
2471 struct cl_sub_dio;
2472
2473 typedef void (cl_sync_io_end_t)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *);
2474
2475 void cl_sync_io_init_notify(struct cl_sync_io *anchor, int nr, void *dio_aio,
2476                             cl_sync_io_end_t *end);
2477
2478 int cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2479                     long timeout);
2480 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2481                      int ioret);
2482 int cl_sync_io_wait_recycle(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2483                             long timeout, int ioret);
2484 struct cl_dio_aio *cl_dio_aio_alloc(struct kiocb *iocb, struct cl_object *obj,
2485                                     bool is_aio);
2486 struct cl_sub_dio *cl_sub_dio_alloc(struct cl_dio_aio *ll_aio,
2487                                     struct iov_iter *iter, bool write,
2488                                     bool unaligned, bool sync);
2489 void cl_dio_aio_free(const struct lu_env *env, struct cl_dio_aio *aio);
2490 void cl_sub_dio_free(struct cl_sub_dio *sdio);
2491 static inline void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr)
2492 {
2493         cl_sync_io_init_notify(anchor, nr, NULL, NULL);
2494 }
2495
2496 /**
2497  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2498  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2499  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2500  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2501  */
2502 struct cl_sync_io {
2503         /** number of pages yet to be transferred. */
2504         atomic_t                csi_sync_nr;
2505         /** has this i/o completed? */
2506         atomic_t                csi_complete;
2507         /** error code. */
2508         int                     csi_sync_rc;
2509         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2510         wait_queue_head_t       csi_waitq;
2511         /** callback to invoke when this IO is finished */
2512         cl_sync_io_end_t       *csi_end_io;
2513         /* private pointer for an associated DIO/AIO */
2514         void                   *csi_dio_aio;
2515 };
2516
2517 /** direct IO pages */
2518 struct ll_dio_pages {
2519         /*
2520          * page array for RDMA - for aligned i/o, this is the user provided
2521          * pages, but for unaligned i/o, this is the internal buffer
2522          */
2523         struct page             **ldp_pages;
2524         /** # of pages in the array. */
2525         size_t                  ldp_count;
2526         /* the file offset of the first page. */
2527         loff_t                  ldp_file_offset;
2528 };
2529
2530 /* Top level struct used for AIO and DIO */
2531 struct cl_dio_aio {
2532         struct cl_sync_io       cda_sync;
2533         struct cl_object        *cda_obj;
2534         struct kiocb            *cda_iocb;
2535         ssize_t                 cda_bytes;
2536         struct mm_struct        *cda_mm;
2537         unsigned                cda_no_aio_complete:1,
2538                                 cda_creator_free:1;
2539 };
2540
2541 /* Sub-dio used for splitting DIO (and AIO, because AIO is DIO) according to
2542  * the layout/striping, so we can do parallel submit of DIO RPCs
2543  */
2544 struct cl_sub_dio {
2545         struct cl_sync_io       csd_sync;
2546         struct cl_page_list     csd_pages;
2547         ssize_t                 csd_bytes;
2548         struct cl_dio_aio       *csd_ll_aio;
2549         struct ll_dio_pages     csd_dio_pages;
2550         struct iov_iter         csd_iter;
2551         unsigned                csd_creator_free:1,
2552                                 csd_write:1,
2553                                 csd_unaligned:1;
2554 };
2555 #if defined(HAVE_DIRECTIO_ITER) || defined(HAVE_IOV_ITER_RW) || \
2556         defined(HAVE_DIRECTIO_2ARGS)
2557 #define HAVE_DIO_ITER 1
2558 #endif
2559
2560 void ll_release_user_pages(struct page **pages, int npages);
2561 int ll_allocate_dio_buffer(struct ll_dio_pages *pvec, size_t io_size);
2562 void ll_free_dio_buffer(struct ll_dio_pages *pvec);
2563 ssize_t ll_dio_user_copy(struct cl_sub_dio *sdio, struct iov_iter *write_iov);
2564
2565 #ifndef HAVE_KTHREAD_USE_MM
2566 #define kthread_use_mm(mm) use_mm(mm)
2567 #define kthread_unuse_mm(mm) unuse_mm(mm)
2568 #endif
2569
2570 /** \defgroup cl_env cl_env
2571  *
2572  * lu_env handling for a client.
2573  *
2574  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2575  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2576  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2577  * where
2578  *
2579  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2580  *
2581  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2582  *
2583  * On a client both these assumtpion fails, because every user thread can
2584  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2585  * into VFS or MM that call back into lustre.
2586  *
2587  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2588  * optimizations:
2589  *
2590  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2591  *     longer used environments instead of destroying them;
2592  *
2593  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2594  */
2595
2596 /* cl_env */
2597 struct lu_env *cl_env_get(__u16 *refcheck);
2598 struct lu_env *cl_env_alloc(__u16 *refcheck, __u32 tags);
2599 void cl_env_put(struct lu_env *env, __u16 *refcheck);
2600 unsigned int cl_env_cache_purge(unsigned int nr);
2601 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2602 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2603
2604
2605 /*
2606  * Misc
2607  */
2608 void cl_attr2lvb(struct ost_lvb *lvb, const struct cl_attr *attr);
2609 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2610
2611 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2612                                 struct lu_device_type *ldt,
2613                                 struct lu_device *next);
2614
2615 int cl_global_init(void);
2616 void cl_global_fini(void);
2617
2618 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */