Linux-libre 4.9.135-gnu
[librecmc/linux-libre.git] / drivers / staging / lustre / 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, 2015, Intel Corporation.
27  */
28 /*
29  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
30  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
31  */
32 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
33 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
34
35 /** \defgroup clio clio
36  *
37  * Client objects implement io operations and cache pages.
38  *
39  * Examples: lov and osc are implementations of cl interface.
40  *
41  * Big Theory Statement.
42  *
43  * Layered objects.
44  *
45  * Client implementation is based on the following data-types:
46  *
47  *   - cl_object
48  *
49  *   - cl_page
50  *
51  *   - cl_lock     represents an extent lock on an object.
52  *
53  *   - cl_io       represents high-level i/o activity such as whole read/write
54  *               system call, or write-out of pages from under the lock being
55  *               canceled. cl_io has sub-ios that can be stopped and resumed
56  *               independently, thus achieving high degree of transfer
57  *               parallelism. Single cl_io can be advanced forward by
58  *               the multiple threads (although in the most usual case of
59  *               read/write system call it is associated with the single user
60  *               thread, that issued the system call).
61  *
62  *   - cl_req      represents a collection of pages for a transfer. cl_req is
63  *               constructed by req-forming engine that tries to saturate
64  *               transport with large and continuous transfers.
65  *
66  * Terminology
67  *
68  *     - to avoid confusion high-level I/O operation like read or write system
69  *     call is referred to as "an io", whereas low-level I/O operation, like
70  *     RPC, is referred to as "a transfer"
71  *
72  *     - "generic code" means generic (not file system specific) code in the
73  *     hosting environment. "cl-code" means code (mostly in cl_*.c files) that
74  *     is not layer specific.
75  *
76  * Locking.
77  *
78  *  - i_mutex
79  *      - PG_locked
80  *        - cl_object_header::coh_page_guard
81  *        - lu_site::ls_guard
82  *
83  * See the top comment in cl_object.c for the description of overall locking and
84  * reference-counting design.
85  *
86  * See comments below for the description of i/o, page, and dlm-locking
87  * design.
88  *
89  * @{
90  */
91
92 /*
93  * super-class definitions.
94  */
95 #include "lu_object.h"
96 #include "lustre_compat.h"
97 #include <linux/atomic.h>
98 #include <linux/mutex.h>
99 #include <linux/radix-tree.h>
100 #include <linux/spinlock.h>
101 #include <linux/wait.h>
102
103 struct inode;
104
105 struct cl_device;
106 struct cl_device_operations;
107
108 struct cl_object;
109 struct cl_object_page_operations;
110 struct cl_object_lock_operations;
111
112 struct cl_page;
113 struct cl_page_slice;
114 struct cl_lock;
115 struct cl_lock_slice;
116
117 struct cl_lock_operations;
118 struct cl_page_operations;
119
120 struct cl_io;
121 struct cl_io_slice;
122
123 struct cl_req;
124 struct cl_req_slice;
125
126 /**
127  * Operations for each data device in the client stack.
128  *
129  * \see vvp_cl_ops, lov_cl_ops, lovsub_cl_ops, osc_cl_ops
130  */
131 struct cl_device_operations {
132         /**
133          * Initialize cl_req. This method is called top-to-bottom on all
134          * devices in the stack to get them a chance to allocate layer-private
135          * data, and to attach them to the cl_req by calling
136          * cl_req_slice_add().
137          *
138          * \see osc_req_init(), lov_req_init(), lovsub_req_init()
139          * \see vvp_req_init()
140          */
141         int (*cdo_req_init)(const struct lu_env *env, struct cl_device *dev,
142                             struct cl_req *req);
143 };
144
145 /**
146  * Device in the client stack.
147  *
148  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
149  */
150 struct cl_device {
151         /** Super-class. */
152         struct lu_device                   cd_lu_dev;
153         /** Per-layer operation vector. */
154         const struct cl_device_operations *cd_ops;
155 };
156
157 /** \addtogroup cl_object cl_object
158  * @{
159  */
160 /**
161  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
162  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
163  * from sub-objects' ones.
164  */
165 struct cl_attr {
166         /** Object size, in bytes */
167         loff_t cat_size;
168         /**
169          * Known minimal size, in bytes.
170          *
171          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
172          */
173         loff_t cat_kms;
174         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
175         time64_t cat_mtime;
176         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
177         time64_t cat_atime;
178         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
179         time64_t cat_ctime;
180         /**
181          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
182          *
183          * \todo XXX An interface for block size is needed.
184          */
185         __u64  cat_blocks;
186         /**
187          * User identifier for quota purposes.
188          */
189         uid_t  cat_uid;
190         /**
191          * Group identifier for quota purposes.
192          */
193         gid_t  cat_gid;
194
195         /* nlink of the directory */
196         __u64  cat_nlink;
197 };
198
199 /**
200  * Fields in cl_attr that are being set.
201  */
202 enum cl_attr_valid {
203         CAT_SIZE   = 1 << 0,
204         CAT_KMS    = 1 << 1,
205         CAT_MTIME  = 1 << 3,
206         CAT_ATIME  = 1 << 4,
207         CAT_CTIME  = 1 << 5,
208         CAT_BLOCKS = 1 << 6,
209         CAT_UID    = 1 << 7,
210         CAT_GID    = 1 << 8
211 };
212
213 /**
214  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
215  * stacks.
216  *
217  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
218  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
219  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
220  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
221  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
222  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
223  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
224  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
225  *    table.
226  *
227  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
228  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
229  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
230  *    layers:
231  *
232  *      - vvp
233  *      - lov
234  *
235  *    whereas its sub-objects are composed of
236  *
237  *      - lovsub
238  *      - osc
239  *
240  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
241  *    track of the object-subobject relationship.
242  *
243  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
244  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
245  *    destroyed too.
246  *
247  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
248  */
249 struct cl_object {
250         /** super class */
251         struct lu_object                   co_lu;
252         /** per-object-layer operations */
253         const struct cl_object_operations *co_ops;
254         /** offset of page slice in cl_page buffer */
255         int                                co_slice_off;
256 };
257
258 /**
259  * Description of the client object configuration. This is used for the
260  * creation of a new client object that is identified by a more state than
261  * fid.
262  */
263 struct cl_object_conf {
264         /** Super-class. */
265         struct lu_object_conf     coc_lu;
266         union {
267                 /**
268                  * Object layout. This is consumed by lov.
269                  */
270                 struct lustre_md *coc_md;
271                 /**
272                  * Description of particular stripe location in the
273                  * cluster. This is consumed by osc.
274                  */
275                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
276         } u;
277         /**
278          * VFS inode. This is consumed by vvp.
279          */
280         struct inode         *coc_inode;
281         /**
282          * Layout lock handle.
283          */
284         struct ldlm_lock         *coc_lock;
285         /**
286          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
287          */
288         int                       coc_opc;
289 };
290
291 enum {
292         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
293          * holding layout lock.
294          */
295         OBJECT_CONF_SET = 0,
296         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
297          * layout lock.
298          */
299         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
300         /** wait for old layout to go away so that new layout can be set up. */
301         OBJECT_CONF_WAIT = 2
302 };
303
304 /**
305  * Operations implemented for each cl object layer.
306  *
307  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
308  */
309 struct cl_object_operations {
310         /**
311          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
312          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
313          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
314          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
315          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
316          * sense). Optional.
317          *
318          * \retval NULL success.
319          *
320          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
321          *
322          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
323          *       to be used instead of newly created.
324          */
325         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
326                               struct cl_page *page, pgoff_t index);
327         /**
328          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
329          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
330          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
331          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
332          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
333          */
334         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
335                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
336                               const struct cl_io *io);
337         /**
338          * Initialize io state for a given layer.
339          *
340          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
341          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
342          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
343          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
344          * participating in this io share the same session.
345          */
346         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
347                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
348         /**
349          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
350          * called top-to-bottom through all object layers.
351          *
352          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
353          *
354          * \return   0: to continue
355          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
356          * from enclosing cl_object_attr_get())
357          * \return -ve: to signal error
358          */
359         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
360                             struct cl_attr *attr);
361         /**
362          * Update attributes.
363          *
364          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
365          * indicating what attributes are to be set.
366          *
367          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
368          *
369          * \return the same convention as for
370          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
371          */
372         int (*coo_attr_update)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
373                                const struct cl_attr *attr, unsigned int valid);
374         /**
375          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
376          * configuration.
377          *
378          * XXX error conditions and handling.
379          */
380         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
381                             const struct cl_object_conf *conf);
382         /**
383          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
384          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
385          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
386          *
387          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
388          * \see osc_object_glimpse()
389          */
390         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
391                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
392         /**
393          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
394          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
395          * mainly pages and locks.
396          */
397         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
398         /**
399          * Object getstripe method.
400          */
401         int (*coo_getstripe)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
402                              struct lov_user_md __user *lum);
403 };
404
405 /**
406  * Extended header for client object.
407  */
408 struct cl_object_header {
409         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
410          * here.
411          */
412         struct lu_object_header  coh_lu;
413
414         /**
415          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
416          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
417          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
418          * field allows certain code to be written generically, without
419          * limiting possible cl_object layouts unduly.
420          */
421         struct cl_object_header *coh_parent;
422         /**
423          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
424          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
425          * from.
426          *
427          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
428          */
429         spinlock_t               coh_attr_guard;
430         /**
431          * Size of cl_page + page slices
432          */
433         unsigned short           coh_page_bufsize;
434         /**
435          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
436          * sub-object, etc.
437          */
438         unsigned char            coh_nesting;
439 };
440
441 /**
442  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
443  * layer top-to-bottom to \a slice.
444  */
445 #define cl_object_for_each(slice, obj)                                \
446         list_for_each_entry((slice),                                \
447                                 &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,    \
448                                 co_lu.lo_linkage)
449 /**
450  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
451  * layer bottom-to-top to \a slice.
452  */
453 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                         \
454         list_for_each_entry_reverse((slice),                         \
455                                         &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers, \
456                                         co_lu.lo_linkage)
457 /** @} cl_object */
458
459 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
460
461 /** \addtogroup cl_page cl_page
462  * @{
463  */
464
465 /** \struct cl_page
466  * Layered client page.
467  *
468  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
469  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
470  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
471  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
472  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
473  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
474  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
475  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
476  *
477  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
478  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
479  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
480  *    current design) that
481  *
482  *      - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
483  *        memory pressure),
484  *
485  *      - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
486  *        environment.
487  *
488  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
489  *    established when cl_page is created.
490  *
491  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
492  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
493  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
494  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
495  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
496  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
497  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
498  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
499  *
500  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
501  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
502  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
503  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
504  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
505  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
506  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
507  *    different ways to own a page in the client:
508  *
509  *      - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
510  *
511  *      - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
512  *        the ownership from the VM (cl_page_assume()).
513  *
514  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
515  *    cl_page_unassume().
516  *
517  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
518  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
519  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
520  *    destroyed.
521  *
522  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
523  *    pages is the following:
524  *
525  *      - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
526  *        to a page:
527  *
528  *          - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
529  *            spin-lock;
530  *
531  *          - by starting from VM-locked struct page and following some
532  *            hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
533  *            the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
534  *
535  *      - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
536  *        ways are severed with the proper synchronization
537  *        (cl_page_delete());
538  *
539  *      - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
540  *        lock;
541  *
542  *      - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
543  *        are allowed (checked in cl_page_get()).
544  *
545  *    Together this guarantees that when last reference to a
546  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
547  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
548  *    ones exist.
549  *
550  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
551  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
552  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
553  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
554  *    page.
555  *
556  * Linux Kernel implementation.
557  *
558  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
559  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
560  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
561  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
562  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
563  *    private data structures).
564  *
565  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
566  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
567  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
568  *    transfer.
569  *
570  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
571  *        write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
572  */
573
574 /**
575  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
576  *
577  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
578  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
579  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
580  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
581  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
582  * are interested in them.
583  */
584 enum cl_page_state {
585         /**
586          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
587          * following cases:
588          *
589          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
590          *     owns it;
591          *
592          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
593          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
594          *     into an cl_req being constructed, and yanks it from the cache;
595          *
596          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
597          *     evict the page form the memory;
598          *
599          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
600          */
601         CPS_CACHED,
602         /**
603          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
604          * state as a result of
605          *
606          *     - io creating new page and immediately owning it;
607          *
608          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
609          *     and owning it;
610          *
611          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
612          *     and waiting for owner to release the page;
613          *
614          * Page leaves owned state in the following cases:
615          *
616          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
617          *     the cache, doing nothing;
618          *
619          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
620          *     this page;
621          *
622          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
623          *     transfer for this page;
624          *
625          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
626          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
627          *
628          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
629          */
630         CPS_OWNED,
631         /**
632          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
633          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
634          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
635          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
636          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
637          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
638          * made by the hosting environment (that effectively means that the
639          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
640          * advance". This property is mentioned, because it is important when
641          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
642          * enter this state as a result of
643          *
644          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
645          *     write-out of this page, or
646          *
647          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
648          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
649          *     transfer.
650          *
651          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
652          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
653          *
654          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
655          *
656          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
657          */
658         CPS_PAGEOUT,
659         /**
660          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
661          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
662          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
663          * construction of read cl_req from cached, presumably not up to date,
664          * pages.
665          *
666          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
667          *
668          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
669          */
670         CPS_PAGEIN,
671         /**
672          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
673          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
674          * of truncate.
675          *
676          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
677          *
678          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
679          */
680         CPS_FREEING,
681         CPS_NR
682 };
683
684 enum cl_page_type {
685         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
686          * belongs to.
687          */
688         CPT_CACHEABLE = 1,
689
690         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
691          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
692          *  it is used in DirectIO and lockless IO.
693          */
694         CPT_TRANSIENT,
695 };
696
697 /**
698  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
699  * immutables.
700  *
701  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
702  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
703  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
704  * cl_page::cp_owner (when set).
705  */
706 struct cl_page {
707         /** Reference counter. */
708         atomic_t             cp_ref;
709         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
710         struct cl_object        *cp_obj;
711         /** vmpage */
712         struct page             *cp_vmpage;
713         /** Linkage of pages within group. Pages must be owned */
714         struct list_head         cp_batch;
715         /** List of slices. Immutable after creation. */
716         struct list_head         cp_layers;
717         /** Linkage of pages within cl_req. */
718         struct list_head         cp_flight;
719         /**
720          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
721          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
722          */
723         const enum cl_page_state cp_state;
724         /**
725          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
726          * creation.
727          */
728         enum cl_page_type       cp_type;
729
730         /**
731          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
732          * by sub-io. Protected by a VM lock.
733          */
734         struct cl_io        *cp_owner;
735         /**
736          * Owning IO request in cl_page_state::CPS_PAGEOUT and
737          * cl_page_state::CPS_PAGEIN states. This field is maintained only in
738          * the top-level pages. Protected by a VM lock.
739          */
740         struct cl_req      *cp_req;
741         /** List of references to this page, for debugging. */
742         struct lu_ref       cp_reference;
743         /** Link to an object, for debugging. */
744         struct lu_ref_link       cp_obj_ref;
745         /** Link to a queue, for debugging. */
746         struct lu_ref_link       cp_queue_ref;
747         /** Assigned if doing a sync_io */
748         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
749 };
750
751 /**
752  * Per-layer part of cl_page.
753  *
754  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
755  */
756 struct cl_page_slice {
757         struct cl_page            *cpl_page;
758         pgoff_t                          cpl_index;
759         /**
760          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
761          * creation.
762          */
763         struct cl_object                *cpl_obj;
764         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
765         /** Linkage into cl_page::cp_layers. Immutable after creation. */
766         struct list_head                       cpl_linkage;
767 };
768
769 /**
770  * Lock mode. For the client extent locks.
771  *
772  * \ingroup cl_lock
773  */
774 enum cl_lock_mode {
775         CLM_READ,
776         CLM_WRITE,
777         CLM_GROUP
778 };
779
780 /**
781  * Requested transfer type.
782  * \ingroup cl_req
783  */
784 enum cl_req_type {
785         CRT_READ,
786         CRT_WRITE,
787         CRT_NR
788 };
789
790 /**
791  * Per-layer page operations.
792  *
793  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
794  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
795  * the obvious cases (like cl_page_operations::cpo_own()).
796  *
797  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
798  */
799 struct cl_page_operations {
800         /**
801          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
802          * implement these. Current code assumes that this functionality is
803          * provided by the topmost layer, see cl_page_disown0() as an example.
804          */
805
806         /**
807          * Called when \a io acquires this page into the exclusive
808          * ownership. When this method returns, it is guaranteed that the is
809          * not owned by other io, and no transfer is going on against
810          * it. Optional.
811          *
812          * \see cl_page_own()
813          * \see vvp_page_own(), lov_page_own()
814          */
815         int  (*cpo_own)(const struct lu_env *env,
816                         const struct cl_page_slice *slice,
817                         struct cl_io *io, int nonblock);
818         /** Called when ownership it yielded. Optional.
819          *
820          * \see cl_page_disown()
821          * \see vvp_page_disown()
822          */
823         void (*cpo_disown)(const struct lu_env *env,
824                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
825         /**
826          * Called for a page that is already "owned" by \a io from VM point of
827          * view. Optional.
828          *
829          * \see cl_page_assume()
830          * \see vvp_page_assume(), lov_page_assume()
831          */
832         void (*cpo_assume)(const struct lu_env *env,
833                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
834         /** Dual to cl_page_operations::cpo_assume(). Optional. Called
835          * bottom-to-top when IO releases a page without actually unlocking
836          * it.
837          *
838          * \see cl_page_unassume()
839          * \see vvp_page_unassume()
840          */
841         void (*cpo_unassume)(const struct lu_env *env,
842                              const struct cl_page_slice *slice,
843                              struct cl_io *io);
844         /**
845          * Announces whether the page contains valid data or not by \a uptodate.
846          *
847          * \see cl_page_export()
848          * \see vvp_page_export()
849          */
850         void  (*cpo_export)(const struct lu_env *env,
851                             const struct cl_page_slice *slice, int uptodate);
852         /**
853          * Checks whether underlying VM page is locked (in the suitable
854          * sense). Used for assertions.
855          *
856          * \retval    -EBUSY: page is protected by a lock of a given mode;
857          * \retval  -ENODATA: page is not protected by a lock;
858          * \retval       0: this layer cannot decide. (Should never happen.)
859          */
860         int (*cpo_is_vmlocked)(const struct lu_env *env,
861                                const struct cl_page_slice *slice);
862         /**
863          * Page destruction.
864          */
865
866         /**
867          * Called when page is truncated from the object. Optional.
868          *
869          * \see cl_page_discard()
870          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
871          */
872         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
873                             const struct cl_page_slice *slice,
874                             struct cl_io *io);
875         /**
876          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
877          * destroyed. Optional.
878          *
879          * \see cl_page_delete()
880          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
881          */
882         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
883                            const struct cl_page_slice *slice);
884         /** Destructor. Frees resources and slice itself. */
885         void (*cpo_fini)(const struct lu_env *env,
886                          struct cl_page_slice *slice);
887
888         /**
889          * Checks whether the page is protected by a cl_lock. This is a
890          * per-layer method, because certain layers have ways to check for the
891          * lock much more efficiently than through the generic locks scan, or
892          * implement locking mechanisms separate from cl_lock, e.g.,
893          * LL_FILE_GROUP_LOCKED in vvp. If \a pending is true, check for locks
894          * being canceled, or scheduled for cancellation as soon as the last
895          * user goes away, too.
896          *
897          * \retval    -EBUSY: page is protected by a lock of a given mode;
898          * \retval  -ENODATA: page is not protected by a lock;
899          * \retval       0: this layer cannot decide.
900          *
901          * \see cl_page_is_under_lock()
902          */
903         int (*cpo_is_under_lock)(const struct lu_env *env,
904                                  const struct cl_page_slice *slice,
905                                  struct cl_io *io, pgoff_t *max);
906
907         /**
908          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
909          *
910          * \see cl_page_print()
911          */
912         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
913                          const struct cl_page_slice *slice,
914                          void *cookie, lu_printer_t p);
915         /**
916          * \name transfer
917          *
918          * Transfer methods. See comment on cl_req for a description of
919          * transfer formation and life-cycle.
920          *
921          * @{
922          */
923         /**
924          * Request type dependent vector of operations.
925          *
926          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
927          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
928          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
929          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
930          * provided. That is, method invocation usually looks like
931          *
932          *       slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
933          */
934         struct {
935                 /**
936                  * Called when a page is submitted for a transfer as a part of
937                  * cl_page_list.
938                  *
939                  * \return    0  : page is eligible for submission;
940                  * \return    -EALREADY : skip this page;
941                  * \return    -ve       : error.
942                  *
943                  * \see cl_page_prep()
944                  */
945                 int  (*cpo_prep)(const struct lu_env *env,
946                                  const struct cl_page_slice *slice,
947                                  struct cl_io *io);
948                 /**
949                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
950                  * fired after cl_page_operations::cpo_prep() or
951                  * cl_page_operations::cpo_make_ready() call.
952                  *
953                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
954                  * guaranteed however, that the page involved and its object
955                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
956                  * safe).
957                  *
958                  * \see cl_page_completion()
959                  */
960                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
961                                        const struct cl_page_slice *slice,
962                                        int ioret);
963                 /**
964                  * Called when cached page is about to be added to the
965                  * cl_req as a part of req formation.
966                  *
967                  * \return    0       : proceed with this page;
968                  * \return    -EAGAIN : skip this page;
969                  * \return    -ve     : error.
970                  *
971                  * \see cl_page_make_ready()
972                  */
973                 int  (*cpo_make_ready)(const struct lu_env *env,
974                                        const struct cl_page_slice *slice);
975         } io[CRT_NR];
976         /**
977          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
978          * transmitted.
979          *
980          * This is used for immediate transfers.
981          *
982          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
983          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
984          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
985          * this for page queues.
986          *
987          * \see cl_page_clip()
988          */
989         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
990                          const struct cl_page_slice *slice,
991                          int from, int to);
992         /**
993          * \pre  the page was queued for transferring.
994          * \post page is removed from client's pending list, or -EBUSY
995          *       is returned if it has already been in transferring.
996          *
997          * This is one of seldom page operation which is:
998          * 0. called from top level;
999          * 1. don't have vmpage locked;
1000          * 2. every layer should synchronize execution of its ->cpo_cancel()
1001          *    with completion handlers. Osc uses client obd lock for this
1002          *    purpose. Based on there is no vvp_page_cancel and
1003          *    lov_page_cancel(), cpo_cancel is defacto protected by client lock.
1004          *
1005          * \see osc_page_cancel().
1006          */
1007         int (*cpo_cancel)(const struct lu_env *env,
1008                           const struct cl_page_slice *slice);
1009         /**
1010          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
1011          * right now.
1012          *
1013          * \see cl_page_flush()
1014          */
1015         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
1016                          const struct cl_page_slice *slice,
1017                          struct cl_io *io);
1018         /** @} transfer */
1019 };
1020
1021 /**
1022  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
1023  */
1024 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                  \
1025 do {                                                                \
1026         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {              \
1027                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1028                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
1029                 CDEBUG(mask, format, ## __VA_ARGS__);             \
1030         }                                                              \
1031 } while (0)
1032
1033 /**
1034  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
1035  */
1036 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                      \
1037 do {                                                                      \
1038         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                    \
1039                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);                \
1040                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
1041                 CDEBUG(mask, format, ## __VA_ARGS__);                   \
1042         }                                                                    \
1043 } while (0)
1044
1045 static inline struct page *cl_page_vmpage(struct cl_page *page)
1046 {
1047         LASSERT(page->cp_vmpage);
1048         return page->cp_vmpage;
1049 }
1050
1051 /**
1052  * Check if a cl_page is in use.
1053  *
1054  * Client cache holds a refcount, this refcount will be dropped when
1055  * the page is taken out of cache, see vvp_page_delete().
1056  */
1057 static inline bool __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1058 {
1059         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc + 1);
1060 }
1061
1062 /**
1063  * Caller itself holds a refcount of cl_page.
1064  */
1065 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1066 /**
1067  * Caller doesn't hold a refcount.
1068  */
1069 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1070
1071 /** @} cl_page */
1072
1073 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1074  * @{
1075  */
1076 /** \struct cl_lock
1077  *
1078  * Extent locking on the client.
1079  *
1080  * LAYERING
1081  *
1082  * The locking model of the new client code is built around
1083  *
1084  *      struct cl_lock
1085  *
1086  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1087  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1088  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1089  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1090  *
1091  * Typical cl_lock consists of the two layers:
1092  *
1093  *     - vvp_lock (vvp specific data), and
1094  *     - lov_lock (lov specific data).
1095  *
1096  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1097  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1098  *
1099  *     - lovsub_lock, and
1100  *     - osc_lock
1101  *
1102  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1103  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1104  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1105  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1106  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1107  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1108  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1109  *
1110  * LIFE CYCLE
1111  *
1112  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1113  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1114  * I/O is complete.
1115  *
1116  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1117  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1118  *
1119  * INTERFACE AND USAGE
1120  *
1121  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1122  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1123  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1124  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1125  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1126  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1127  * OST side.
1128  *
1129  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1130  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1131  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1132  * clo_enqueue time, is released.
1133  *
1134  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1135  *
1136  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1137  *
1138  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1139  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1140  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1141  *
1142  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1143  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1144  *
1145  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1146  *
1147  *     - locks are released after IO is complete.
1148  *
1149  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1150  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1151  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1152  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1153  *
1154  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1155  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1156  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1157  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1158  * sacrificing correctness. This includes:
1159  *
1160  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1161  *  atomicity;
1162  *
1163  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1164  *
1165  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1166  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1167  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1168  *
1169  * Interaction with DLM
1170  *
1171  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1172  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1173  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1174  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1175  * description of interaction with DLM.
1176  */
1177
1178 /**
1179  * Lock description.
1180  */
1181 struct cl_lock_descr {
1182         /** Object this lock is granted for. */
1183         struct cl_object *cld_obj;
1184         /** Index of the first page protected by this lock. */
1185         pgoff_t    cld_start;
1186         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1187         pgoff_t    cld_end;
1188         /** Group ID, for group lock */
1189         __u64        cld_gid;
1190         /** Lock mode. */
1191         enum cl_lock_mode cld_mode;
1192         /**
1193          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1194          * enum cl_enq_flags.
1195          */
1196         __u32        cld_enq_flags;
1197 };
1198
1199 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1200 #define PDESCR(descr)                                              \
1201         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1202         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1203
1204 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1205
1206 /**
1207  * Layered client lock.
1208  */
1209 struct cl_lock {
1210         /** List of slices. Immutable after creation. */
1211         struct list_head            cll_layers;
1212         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1213         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1214 };
1215
1216 /**
1217  * Per-layer part of cl_lock
1218  *
1219  * \see vvp_lock, lov_lock, lovsub_lock, osc_lock
1220  */
1221 struct cl_lock_slice {
1222         struct cl_lock            *cls_lock;
1223         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1224          * creation.
1225          */
1226         struct cl_object                *cls_obj;
1227         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1228         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1229         struct list_head                       cls_linkage;
1230 };
1231
1232 /**
1233  *
1234  * \see vvp_lock_ops, lov_lock_ops, lovsub_lock_ops, osc_lock_ops
1235  */
1236 struct cl_lock_operations {
1237         /** @{ */
1238         /**
1239          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1240          *
1241          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1242          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1243          *              @anchor for resources
1244          * \retval -ve  failure
1245          *
1246          * \see vvp_lock_enqueue(), lov_lock_enqueue(), lovsub_lock_enqueue(),
1247          * \see osc_lock_enqueue()
1248          */
1249         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1250                             const struct cl_lock_slice *slice,
1251                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1252         /**
1253          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1254          * DLM lock
1255          */
1256         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1257                            const struct cl_lock_slice *slice);
1258         /** @} */
1259         /**
1260          * Destructor. Frees resources and the slice.
1261          *
1262          * \see vvp_lock_fini(), lov_lock_fini(), lovsub_lock_fini(),
1263          * \see osc_lock_fini()
1264          */
1265         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1266         /**
1267          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1268          */
1269         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1270                          void *cookie, lu_printer_t p,
1271                          const struct cl_lock_slice *slice);
1272 };
1273
1274 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                  \
1275 do {                                                                \
1276         LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);                \
1277                                                                         \
1278         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {              \
1279                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1280                 CDEBUG(mask, format, ## __VA_ARGS__);             \
1281         }                                                              \
1282 } while (0)
1283
1284 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                        \
1285         if (likely(expr))                                              \
1286                 break;                                            \
1287                                                                         \
1288         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1289         LBUG();                                                  \
1290 } while (0)
1291
1292 /** @} cl_lock */
1293
1294 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1295  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1296  *
1297  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1298  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1299  * pages:
1300  *
1301  *     - submit pages for an immediate transfer,
1302  *
1303  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1304  *
1305  *     - discard pages.
1306  *
1307  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1308  *
1309  * \todo XXX concurrency control.
1310  *
1311  * @{
1312  */
1313 struct cl_page_list {
1314         unsigned             pl_nr;
1315         struct list_head           pl_pages;
1316         struct task_struct      *pl_owner;
1317 };
1318
1319 /**
1320  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1321  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1322  */
1323 struct cl_2queue {
1324         struct cl_page_list c2_qin;
1325         struct cl_page_list c2_qout;
1326 };
1327
1328 /** @} cl_page_list */
1329
1330 /** \addtogroup cl_io cl_io
1331  * @{
1332  */
1333 /** \struct cl_io
1334  * I/O
1335  *
1336  * cl_io represents a high level I/O activity like
1337  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1338  * lock.
1339  *
1340  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1341  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1342  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1343  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1344  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1345  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1346  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1347  * by using free-lists, see cl_env_get().
1348  *
1349  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1350  * cl_io_type.
1351  *
1352  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1353  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1354  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1355  * released.
1356  *
1357  * For read/write io overall execution plan is as following:
1358  *
1359  *     (0) initialize io state through all layers;
1360  *
1361  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1362  *
1363  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1364  *
1365  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1366  *
1367  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1368  *       (cl_io_operations::cio_read_page() for read,
1369  *       cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1370  *       cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1371  *
1372  *     (5) release locks
1373  *
1374  *     (6) repeat loop.
1375  *
1376  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1377  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1378  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1379  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1380  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1381  */
1382
1383 /** IO types */
1384 enum cl_io_type {
1385         /** read system call */
1386         CIT_READ,
1387         /** write system call */
1388         CIT_WRITE,
1389         /** truncate, utime system calls */
1390         CIT_SETATTR,
1391         /**
1392          * page fault handling
1393          */
1394         CIT_FAULT,
1395         /**
1396          * fsync system call handling
1397          * To write out a range of file
1398          */
1399         CIT_FSYNC,
1400         /**
1401          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1402          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1403          *
1404          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1405          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1406          *     to the server;
1407          *
1408          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1409          *     for memory cleansing;
1410          *
1411          *     - glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1412          *
1413          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1414          *
1415          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1416          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1417          * cl_io_loop() is never called for it.
1418          */
1419         CIT_MISC,
1420         CIT_OP_NR
1421 };
1422
1423 /**
1424  * States of cl_io state machine
1425  */
1426 enum cl_io_state {
1427         /** Not initialized. */
1428         CIS_ZERO,
1429         /** Initialized. */
1430         CIS_INIT,
1431         /** IO iteration started. */
1432         CIS_IT_STARTED,
1433         /** Locks taken. */
1434         CIS_LOCKED,
1435         /** Actual IO is in progress. */
1436         CIS_IO_GOING,
1437         /** IO for the current iteration finished. */
1438         CIS_IO_FINISHED,
1439         /** Locks released. */
1440         CIS_UNLOCKED,
1441         /** Iteration completed. */
1442         CIS_IT_ENDED,
1443         /** cl_io finalized. */
1444         CIS_FINI
1445 };
1446
1447 /**
1448  * IO state private for a layer.
1449  *
1450  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1451  * dynamically.
1452  *
1453  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1454  */
1455 struct cl_io_slice {
1456         struct cl_io              *cis_io;
1457         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1458         struct cl_object              *cis_obj;
1459         /** io operations. Immutable after creation. */
1460         const struct cl_io_operations *cis_iop;
1461         /**
1462          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1463          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1464          */
1465         struct list_head                     cis_linkage;
1466 };
1467
1468 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1469                               struct cl_page *);
1470 /**
1471  * Per-layer io operations.
1472  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1473  */
1474 struct cl_io_operations {
1475         /**
1476          * Vector of io state transition methods for every io type.
1477          *
1478          * \see cl_page_operations::io
1479          */
1480         struct {
1481                 /**
1482                  * Prepare io iteration at a given layer.
1483                  *
1484                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1485                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1486                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1487                  *
1488                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1489                  */
1490                 int (*cio_iter_init)(const struct lu_env *env,
1491                                      const struct cl_io_slice *slice);
1492                 /**
1493                  * Finalize io iteration.
1494                  *
1495                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1496                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1497                  * continued.
1498                  *
1499                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1500                  */
1501                 void (*cio_iter_fini)(const struct lu_env *env,
1502                                       const struct cl_io_slice *slice);
1503                 /**
1504                  * Collect locks for the current iteration of io.
1505                  *
1506                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1507                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1508                  * anything, instead it should post a lock through
1509                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1510                  * sorted and enqueued in the proper order.
1511                  */
1512                 int  (*cio_lock)(const struct lu_env *env,
1513                                  const struct cl_io_slice *slice);
1514                 /**
1515                  * Finalize unlocking.
1516                  *
1517                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1518                  * functionality, after generic code released all locks
1519                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1520                  */
1521                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1522                                     const struct cl_io_slice *slice);
1523                 /**
1524                  * Start io iteration.
1525                  *
1526                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1527                  * commence actual IO. In the current implementation,
1528                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1529                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1530                  * are called when everything is done.
1531                  */
1532                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1533                                   const struct cl_io_slice *slice);
1534                 /**
1535                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1536                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1537                  */
1538                 void (*cio_end)(const struct lu_env *env,
1539                                 const struct cl_io_slice *slice);
1540                 /**
1541                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1542                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1543                  */
1544                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1545                                     const struct cl_io_slice *slice,
1546                                     size_t nob);
1547                 /**
1548                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1549                  */
1550                 void (*cio_fini)(const struct lu_env *env,
1551                                  const struct cl_io_slice *slice);
1552         } op[CIT_OP_NR];
1553
1554                 /**
1555                  * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1556                  * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1557                  * non-zero if failed to submit even the single page. If
1558                  * submission failed after some pages were moved into \a
1559                  * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1560                  * executed on them.
1561                  */
1562                 int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1563                                    const struct cl_io_slice *slice,
1564                                    enum cl_req_type crt,
1565                                    struct cl_2queue *queue);
1566         /**
1567          * Queue async page for write.
1568          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1569          * cio_submit is for urgent request.
1570          */
1571         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1572                                  const struct cl_io_slice *slice,
1573                                  struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1574                                  cl_commit_cbt cb);
1575         /**
1576          * Read missing page.
1577          *
1578          * Called by a top-level cl_io_operations::op[CIT_READ]::cio_start()
1579          * method, when it hits not-up-to-date page in the range. Optional.
1580          *
1581          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1582          */
1583         int (*cio_read_page)(const struct lu_env *env,
1584                              const struct cl_io_slice *slice,
1585                              const struct cl_page_slice *page);
1586         /**
1587          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1588          */
1589         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1590                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1591 };
1592
1593 /**
1594  * Flags to lock enqueue procedure.
1595  * \ingroup cl_lock
1596  */
1597 enum cl_enq_flags {
1598         /**
1599          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1600          * -EWOULDBLOCK is returned immediately.
1601          */
1602         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1603         /**
1604          * take lock asynchronously (out of order), as it cannot
1605          * deadlock. This is for LDLM_FL_HAS_INTENT locks used for glimpsing.
1606          */
1607         CEF_ASYNC       = 0x00000002,
1608         /**
1609          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1610          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1611          * protected by this lock, without sending them to the server.
1612          */
1613         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1614         /**
1615          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1616          * mmapped-buffer locks and glimpse locks that must be never converted
1617          * into lockless mode.
1618          *
1619          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock().
1620          */
1621         CEF_MUST         = 0x00000008,
1622         /**
1623          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1624          * not used currently.
1625          *
1626          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1627          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1628          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1629          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1630          * that are described by the enqueue flags.
1631          */
1632         CEF_NEVER       = 0x00000010,
1633         /**
1634          * for async glimpse lock.
1635          */
1636         CEF_AGL   = 0x00000020,
1637         /**
1638          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1639          */
1640         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1641         /**
1642          * mask of enq_flags.
1643          */
1644         CEF_MASK         = 0x0000007f,
1645 };
1646
1647 /**
1648  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1649  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1650  */
1651 struct cl_io_lock_link {
1652         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1653         struct list_head           cill_linkage;
1654         struct cl_lock          cill_lock;
1655         /** optional destructor */
1656         void           (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1657                                     struct cl_io_lock_link *link);
1658 };
1659 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1660
1661 /**
1662  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1663  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1664  * possible, because
1665  *
1666  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1667  *      "cascading timeouts";
1668  *
1669  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1670  *      see comment in osc_lock_enqueue(),
1671  *
1672  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1673  *
1674  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1675  *
1676  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1677  *
1678  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1679  *
1680  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1681  *      is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1682  *      locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1683  *      the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1684  *      case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1685  *
1686  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1687  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1688  * enqueued.
1689  */
1690 struct cl_lockset {
1691         /** locks to be acquired. */
1692         struct list_head  cls_todo;
1693         /** locks acquired. */
1694         struct list_head  cls_done;
1695 };
1696
1697 /**
1698  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1699  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1700  */
1701 enum cl_io_lock_dmd {
1702         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1703         CILR_MANDATORY = 0,
1704         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1705         CILR_MAYBE,
1706         /** Never lock: there is no cache (e.g., lockless IO). */
1707         CILR_NEVER
1708 };
1709
1710 enum cl_fsync_mode {
1711         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1712         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1713         /** start writeback and wait for them to finish */
1714         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1715         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1716         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1717         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1718          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished
1719          */
1720         CL_FSYNC_ALL   = 3
1721 };
1722
1723 struct cl_io_rw_common {
1724         loff_t      crw_pos;
1725         size_t      crw_count;
1726         int      crw_nonblock;
1727 };
1728
1729 /**
1730  * State for io.
1731  *
1732  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1733  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1734  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1735  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1736  * mutable cl_io fields.
1737  */
1738 struct cl_io {
1739         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1740         enum cl_io_type         ci_type;
1741         /** current state of cl_io state machine. */
1742         enum cl_io_state               ci_state;
1743         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1744         struct cl_object              *ci_obj;
1745         /**
1746          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1747          * creation.
1748          */
1749         struct cl_io              *ci_parent;
1750         /** List of slices. Immutable after creation. */
1751         struct list_head                     ci_layers;
1752         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1753         struct cl_lockset             ci_lockset;
1754         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1755         enum cl_io_lock_dmd         ci_lockreq;
1756         union {
1757                 struct cl_rd_io {
1758                         struct cl_io_rw_common rd;
1759                 } ci_rd;
1760                 struct cl_wr_io {
1761                         struct cl_io_rw_common wr;
1762                         int                 wr_append;
1763                         int                 wr_sync;
1764                 } ci_wr;
1765                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1766                 struct cl_setattr_io {
1767                         struct ost_lvb   sa_attr;
1768                         unsigned int     sa_valid;
1769                         int             sa_stripe_index;
1770                         struct lu_fid  *sa_parent_fid;
1771                 } ci_setattr;
1772                 struct cl_fault_io {
1773                         /** page index within file. */
1774                         pgoff_t  ft_index;
1775                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1776                         size_t       ft_nob;
1777                         /** writable page? for nopage() only */
1778                         int          ft_writable;
1779                         /** page of an executable? */
1780                         int          ft_executable;
1781                         /** page_mkwrite() */
1782                         int          ft_mkwrite;
1783                         /** resulting page */
1784                         struct cl_page *ft_page;
1785                 } ci_fault;
1786                 struct cl_fsync_io {
1787                         loff_t       fi_start;
1788                         loff_t       fi_end;
1789                         /** file system level fid */
1790                         struct lu_fid     *fi_fid;
1791                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1792                         /* how many pages were written/discarded */
1793                         unsigned int       fi_nr_written;
1794                 } ci_fsync;
1795         } u;
1796         struct cl_2queue     ci_queue;
1797         size_t         ci_nob;
1798         int               ci_result;
1799         unsigned int     ci_continue:1,
1800         /**
1801          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1802          * don't do lockless i/o.
1803          */
1804                              ci_no_srvlock:1,
1805         /**
1806          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1807          */
1808                              ci_need_restart:1,
1809         /**
1810          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1811          * change(page operations, layout change causes all page to be
1812          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1813          */
1814                              ci_ignore_layout:1,
1815         /**
1816          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1817          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1818          * verify layout because HSM won't release openning files.
1819          * Right now, only two operations need to verify layout: glimpse
1820          * and setattr.
1821          */
1822                              ci_verify_layout:1,
1823         /**
1824          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1825          */
1826                              ci_restore_needed:1,
1827         /**
1828          * O_NOATIME
1829          */
1830                              ci_noatime:1;
1831         /**
1832          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1833          */
1834         unsigned             ci_owned_nr;
1835 };
1836
1837 /** @} cl_io */
1838
1839 /** \addtogroup cl_req cl_req
1840  * @{
1841  */
1842 /** \struct cl_req
1843  * Transfer.
1844  *
1845  * There are two possible modes of transfer initiation on the client:
1846  *
1847  *     - immediate transfer: this is started when a high level io wants a page
1848  *       or a collection of pages to be transferred right away. Examples:
1849  *       read-ahead, synchronous read in the case of non-page aligned write,
1850  *       page write-out as a part of extent lock cancellation, page write-out
1851  *       as a part of memory cleansing. Immediate transfer can be both
1852  *       cl_req_type::CRT_READ and cl_req_type::CRT_WRITE;
1853  *
1854  *     - opportunistic transfer (cl_req_type::CRT_WRITE only), that happens
1855  *       when io wants to transfer a page to the server some time later, when
1856  *       it can be done efficiently. Example: pages dirtied by the write(2)
1857  *       path.
1858  *
1859  * In any case, transfer takes place in the form of a cl_req, which is a
1860  * representation for a network RPC.
1861  *
1862  * Pages queued for an opportunistic transfer are cached until it is decided
1863  * that efficient RPC can be composed of them. This decision is made by "a
1864  * req-formation engine", currently implemented as a part of osc
1865  * layer. Req-formation depends on many factors: the size of the resulting
1866  * RPC, whether or not multi-object RPCs are supported by the server,
1867  * max-rpc-in-flight limitations, size of the dirty cache, etc.
1868  *
1869  * For the immediate transfer io submits a cl_page_list, that req-formation
1870  * engine slices into cl_req's, possibly adding cached pages to some of
1871  * the resulting req's.
1872  *
1873  * Whenever a page from cl_page_list is added to a newly constructed req, its
1874  * cl_page_operations::cpo_prep() layer methods are called. At that moment,
1875  * page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_OWNED to
1876  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT or cl_page_state::CPS_PAGEIN, cl_page::cp_owner
1877  * is zeroed, and cl_page::cp_req is set to the
1878  * req. cl_page_operations::cpo_prep() method at the particular layer might
1879  * return -EALREADY to indicate that it does not need to submit this page
1880  * at all. This is possible, for example, if page, submitted for read,
1881  * became up-to-date in the meantime; and for write, the page don't have
1882  * dirty bit marked. \see cl_io_submit_rw()
1883  *
1884  * Whenever a cached page is added to a newly constructed req, its
1885  * cl_page_operations::cpo_make_ready() layer methods are called. At that
1886  * moment, page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_CACHED to
1887  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT, and cl_page::cp_req is set to
1888  * req. cl_page_operations::cpo_make_ready() method at the particular layer
1889  * might return -EAGAIN to indicate that this page is not eligible for the
1890  * transfer right now.
1891  *
1892  * FUTURE
1893  *
1894  * Plan is to divide transfers into "priority bands" (indicated when
1895  * submitting cl_page_list, and queuing a page for the opportunistic transfer)
1896  * and allow glueing of cached pages to immediate transfers only within single
1897  * band. This would make high priority transfers (like lock cancellation or
1898  * memory pressure induced write-out) really high priority.
1899  *
1900  */
1901
1902 /**
1903  * Per-transfer attributes.
1904  */
1905 struct cl_req_attr {
1906         /** Generic attributes for the server consumption. */
1907         struct obdo     *cra_oa;
1908         /** Jobid */
1909         char             cra_jobid[LUSTRE_JOBID_SIZE];
1910 };
1911
1912 /**
1913  * Transfer request operations definable at every layer.
1914  *
1915  * Concurrency: transfer formation engine synchronizes calls to all transfer
1916  * methods.
1917  */
1918 struct cl_req_operations {
1919         /**
1920          * Invoked top-to-bottom by cl_req_prep() when transfer formation is
1921          * complete (all pages are added).
1922          *
1923          * \see osc_req_prep()
1924          */
1925         int  (*cro_prep)(const struct lu_env *env,
1926                          const struct cl_req_slice *slice);
1927         /**
1928          * Called top-to-bottom to fill in \a oa fields. This is called twice
1929          * with different flags, see bug 10150 and osc_build_req().
1930          *
1931          * \param obj an object from cl_req which attributes are to be set in
1932          *          \a oa.
1933          *
1934          * \param oa struct obdo where attributes are placed
1935          *
1936          * \param flags \a oa fields to be filled.
1937          */
1938         void (*cro_attr_set)(const struct lu_env *env,
1939                              const struct cl_req_slice *slice,
1940                              const struct cl_object *obj,
1941                              struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
1942         /**
1943          * Called top-to-bottom from cl_req_completion() to notify layers that
1944          * transfer completed. Has to free all state allocated by
1945          * cl_device_operations::cdo_req_init().
1946          */
1947         void (*cro_completion)(const struct lu_env *env,
1948                                const struct cl_req_slice *slice, int ioret);
1949 };
1950
1951 /**
1952  * A per-object state that (potentially multi-object) transfer request keeps.
1953  */
1954 struct cl_req_obj {
1955         /** object itself */
1956         struct cl_object   *ro_obj;
1957         /** reference to cl_req_obj::ro_obj. For debugging. */
1958         struct lu_ref_link  ro_obj_ref;
1959         /* something else? Number of pages for a given object? */
1960 };
1961
1962 /**
1963  * Transfer request.
1964  *
1965  * Transfer requests are not reference counted, because IO sub-system owns
1966  * them exclusively and knows when to free them.
1967  *
1968  * Life cycle.
1969  *
1970  * cl_req is created by cl_req_alloc() that calls
1971  * cl_device_operations::cdo_req_init() device methods to allocate per-req
1972  * state in every layer.
1973  *
1974  * Then pages are added (cl_req_page_add()), req keeps track of all objects it
1975  * contains pages for.
1976  *
1977  * Once all pages were collected, cl_page_operations::cpo_prep() method is
1978  * called top-to-bottom. At that point layers can modify req, let it pass, or
1979  * deny it completely. This is to support things like SNS that have transfer
1980  * ordering requirements invisible to the individual req-formation engine.
1981  *
1982  * On transfer completion (or transfer timeout, or failure to initiate the
1983  * transfer of an allocated req), cl_req_operations::cro_completion() method
1984  * is called, after execution of cl_page_operations::cpo_completion() of all
1985  * req's pages.
1986  */
1987 struct cl_req {
1988         enum cl_req_type      crq_type;
1989         /** A list of pages being transferred */
1990         struct list_head            crq_pages;
1991         /** Number of pages in cl_req::crq_pages */
1992         unsigned              crq_nrpages;
1993         /** An array of objects which pages are in ->crq_pages */
1994         struct cl_req_obj    *crq_o;
1995         /** Number of elements in cl_req::crq_objs[] */
1996         unsigned              crq_nrobjs;
1997         struct list_head            crq_layers;
1998 };
1999
2000 /**
2001  * Per-layer state for request.
2002  */
2003 struct cl_req_slice {
2004         struct cl_req    *crs_req;
2005         struct cl_device *crs_dev;
2006         struct list_head        crs_linkage;
2007         const struct cl_req_operations *crs_ops;
2008 };
2009
2010 /* @} cl_req */
2011
2012 enum cache_stats_item {
2013         /** how many cache lookups were performed */
2014         CS_lookup = 0,
2015         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2016         CS_hit,
2017         /** how many entities are in the cache right now */
2018         CS_total,
2019         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2020          * evicted) right now
2021          */
2022         CS_busy,
2023         /** how many entities were created at all */
2024         CS_create,
2025         CS_NR
2026 };
2027
2028 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2029
2030 /**
2031  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2032  */
2033 struct cache_stats {
2034         const char    *cs_name;
2035         atomic_t   cs_stats[CS_NR];
2036 };
2037
2038 /** These are not exported so far */
2039 void cache_stats_init(struct cache_stats *cs, const char *name);
2040
2041 /**
2042  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2043  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2044  * clients to co-exist in the single address space.
2045  */
2046 struct cl_site {
2047         struct lu_site  cs_lu;
2048         /**
2049          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2050          * per-cpu counters is needed.
2051          *
2052          * These are exported as /sys/kernel/debug/lustre/llite/.../site
2053          *
2054          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2055          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2056          */
2057         struct cache_stats    cs_pages;
2058         atomic_t          cs_pages_state[CPS_NR];
2059 };
2060
2061 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2062 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2063 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2064
2065 /**
2066  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2067  * ll_rd_*()-style functions.
2068  */
2069 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2070
2071 /**
2072  * \name helpers
2073  *
2074  * Type conversion and accessory functions.
2075  */
2076 /** @{ */
2077
2078 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2079 {
2080         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2081 }
2082
2083 static inline int lu_device_is_cl(const struct lu_device *d)
2084 {
2085         return d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_CL;
2086 }
2087
2088 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2089 {
2090         LASSERT(!d || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2091         return container_of0(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2092 }
2093
2094 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2095 {
2096         return &d->cd_lu_dev;
2097 }
2098
2099 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2100 {
2101         LASSERT(!o || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2102         return container_of0(o, struct cl_object, co_lu);
2103 }
2104
2105 static inline const struct cl_object_conf *
2106 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2107 {
2108         return container_of0(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2109 }
2110
2111 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2112 {
2113         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2114 }
2115
2116 static inline struct cl_device *cl_object_device(const struct cl_object *o)
2117 {
2118         LASSERT(!o || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->co_lu.lo_dev));
2119         return container_of0(o->co_lu.lo_dev, struct cl_device, cd_lu_dev);
2120 }
2121
2122 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2123 {
2124         return container_of0(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2125 }
2126
2127 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2128 {
2129         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2130 }
2131
2132 static inline
2133 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2134 {
2135         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2136 }
2137
2138 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2139 {
2140         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2141 }
2142
2143 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2144 {
2145         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2146 }
2147
2148 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2149                        struct cl_object *obj, pgoff_t index,
2150                        const struct cl_page_operations *ops);
2151 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2152                        struct cl_object *obj,
2153                        const struct cl_lock_operations *ops);
2154 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2155                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2156 void cl_req_slice_add(struct cl_req *req, struct cl_req_slice *slice,
2157                       struct cl_device *dev,
2158                       const struct cl_req_operations *ops);
2159 /** @} helpers */
2160
2161 /** \defgroup cl_object cl_object
2162  * @{
2163  */
2164 struct cl_object *cl_object_top(struct cl_object *o);
2165 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2166                                  const struct lu_fid *fid,
2167                                  const struct cl_object_conf *c);
2168
2169 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2170 void cl_object_put(const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2171 void cl_object_get(struct cl_object *o);
2172 void cl_object_attr_lock(struct cl_object *o);
2173 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2174 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2175                         struct cl_attr *attr);
2176 int  cl_object_attr_update(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2177                            const struct cl_attr *attr, unsigned int valid);
2178 int  cl_object_glimpse(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2179                        struct ost_lvb *lvb);
2180 int  cl_conf_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2181                  const struct cl_object_conf *conf);
2182 int cl_object_prune(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2183 void cl_object_kill(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2184 int  cl_object_getstripe(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2185                          struct lov_user_md __user *lum);
2186
2187 /**
2188  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2189  */
2190 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2191 {
2192         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2193 }
2194
2195 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2196 {
2197         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2198         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2199         WARN_ON(cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize > 512);
2200 }
2201
2202 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2203                                          struct cl_page *page)
2204 {
2205         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2206 }
2207
2208 /**
2209  * Return refcount of cl_object.
2210  */
2211 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2212 {
2213         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2214
2215         return atomic_read(&header->loh_ref);
2216 }
2217
2218 /** @} cl_object */
2219
2220 /** \defgroup cl_page cl_page
2221  * @{
2222  */
2223 enum {
2224         CLP_GANG_OKAY = 0,
2225         CLP_GANG_RESCHED,
2226         CLP_GANG_AGAIN,
2227         CLP_GANG_ABORT
2228 };
2229
2230 /* callback of cl_page_gang_lookup() */
2231 struct cl_page *cl_page_find(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2232                              pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2233                              enum cl_page_type type);
2234 struct cl_page *cl_page_alloc(const struct lu_env *env,
2235                               struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2236                               struct page *vmpage,
2237                               enum cl_page_type type);
2238 void cl_page_get(struct cl_page *page);
2239 void cl_page_put(const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2240 void cl_page_print(const struct lu_env *env, void *cookie, lu_printer_t printer,
2241                    const struct cl_page *pg);
2242 void cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2243                           lu_printer_t printer, const struct cl_page *pg);
2244 struct cl_page *cl_vmpage_page(struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2245
2246 const struct cl_page_slice *cl_page_at(const struct cl_page *page,
2247                                        const struct lu_device_type *dtype);
2248
2249 /**
2250  * \name ownership
2251  *
2252  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2253  */
2254 /** @{ */
2255
2256 int cl_page_own(const struct lu_env *env,
2257                 struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2258 int cl_page_own_try(const struct lu_env *env,
2259                     struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2260 void cl_page_assume(const struct lu_env *env,
2261                     struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2262 void cl_page_unassume(const struct lu_env *env,
2263                       struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2264 void cl_page_disown(const struct lu_env *env,
2265                     struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2266 void cl_page_disown0(const struct lu_env *env,
2267                      struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2268 int cl_page_is_owned(const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2269
2270 /** @} ownership */
2271
2272 /**
2273  * \name transfer
2274  *
2275  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2276  * tracking transfer state.
2277  */
2278 /** @{ */
2279 int cl_page_prep(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2280                  struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2281 void cl_page_completion(const struct lu_env *env,
2282                         struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2283 int cl_page_make_ready(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2284                        enum cl_req_type crt);
2285 int cl_page_cache_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2286                       struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2287 void cl_page_clip(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2288                   int from, int to);
2289 int cl_page_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2290 int cl_page_flush(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2291                   struct cl_page *pg);
2292
2293 /** @} transfer */
2294
2295 /**
2296  * \name helper routines
2297  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2298  */
2299 /** @{ */
2300 void cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2301                      struct cl_page *pg);
2302 void cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2303 int cl_page_is_vmlocked(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg);
2304 void cl_page_export(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg, int uptodate);
2305 int cl_page_is_under_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2306                           struct cl_page *page, pgoff_t *max_index);
2307 loff_t cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2308 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2309 size_t cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2310 int cl_pages_prune(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2311
2312 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2313                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2314 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2315                          lu_printer_t printer,
2316                          const struct cl_lock_descr *descr);
2317 /* @} helper */
2318
2319 /**
2320  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2321  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2322  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2323  * layer for recovery purposes.
2324  */
2325 struct cl_client_cache {
2326         /**
2327          * # of client cache refcount
2328          * # of users (OSCs) + 2 (held by llite and lov)
2329          */
2330         atomic_t                ccc_users;
2331         /**
2332          * # of threads are doing shrinking
2333          */
2334         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2335         /**
2336          * # of LRU entries available
2337          */
2338         atomic_long_t           ccc_lru_left;
2339         /**
2340          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2341          */
2342         struct list_head        ccc_lru;
2343         /**
2344          * Max # of LRU entries
2345          */
2346         unsigned long           ccc_lru_max;
2347         /**
2348          * Lock to protect ccc_lru list
2349          */
2350         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2351         /**
2352          * Set if unstable check is enabled
2353          */
2354         unsigned int            ccc_unstable_check:1;
2355         /**
2356          * # of unstable pages for this mount point
2357          */
2358         atomic_long_t           ccc_unstable_nr;
2359         /**
2360          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2361          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2362          */
2363         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2364
2365 };
2366
2367 /**
2368  * cl_cache functions
2369  */
2370 struct cl_client_cache *cl_cache_init(unsigned long lru_page_max);
2371 void cl_cache_incref(struct cl_client_cache *cache);
2372 void cl_cache_decref(struct cl_client_cache *cache);
2373
2374 /** @} cl_page */
2375
2376 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2377  * @{
2378  */
2379
2380 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2381                     struct cl_lock *lock);
2382 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2383                  const struct cl_io *io);
2384 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2385 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2386                                        const struct lu_device_type *dtype);
2387 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2388 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2389                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2390 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2391
2392 /** @} cl_lock */
2393
2394 /** \defgroup cl_io cl_io
2395  * @{
2396  */
2397
2398 int cl_io_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2399                enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2400 int cl_io_sub_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2401                    enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2402 int cl_io_rw_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2403                   enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2404 int cl_io_loop(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2405
2406 void cl_io_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2407 int cl_io_iter_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2408 void cl_io_iter_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2409 int cl_io_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2410 void cl_io_unlock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2411 int cl_io_start(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2412 void cl_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2413 int cl_io_lock_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2414                    struct cl_io_lock_link *link);
2415 int cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2416                          struct cl_lock_descr *descr);
2417 int cl_io_read_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2418                     struct cl_page *page);
2419 int cl_io_submit_rw(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2420                     enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2421 int cl_io_submit_sync(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2422                       enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2423                       long timeout);
2424 int cl_io_commit_async(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2425                        struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2426                        cl_commit_cbt cb);
2427 int cl_io_is_going(const struct lu_env *env);
2428
2429 /**
2430  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2431  */
2432 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2433 {
2434         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2435 }
2436
2437 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2438 {
2439         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2440 }
2441
2442 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2443 {
2444         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2445 }
2446
2447 /**
2448  * True, iff \a io is a truncate(2).
2449  */
2450 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2451 {
2452         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2453                 (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_SIZE);
2454 }
2455
2456 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2457
2458 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2459 do {                                                                    \
2460         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2461                                                                         \
2462         CLASSERT(offsetof(typeof(*__foo_io), base) == 0);               \
2463         memset(&__foo_io->base + 1, 0,                                  \
2464                sizeof(*__foo_io) - sizeof(__foo_io->base));             \
2465 } while (0)
2466
2467 /** @} cl_io */
2468
2469 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2470  * @{
2471  */
2472
2473 /**
2474  * Last page in the page list.
2475  */
2476 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2477 {
2478         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2479         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2480 }
2481
2482 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2483 {
2484         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2485         return list_entry(plist->pl_pages.next, struct cl_page, cp_batch);
2486 }
2487
2488 /**
2489  * Iterate over pages in a page list.
2490  */
2491 #define cl_page_list_for_each(page, list)                              \
2492         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2493
2494 /**
2495  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2496  */
2497 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                \
2498         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2499
2500 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
2501 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2502 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2503                        struct cl_page *page);
2504 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2505                             struct cl_page *page);
2506 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list, struct cl_page_list *head);
2507 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist,
2508                       struct cl_page *page);
2509 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
2510                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2511 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2512
2513 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
2514 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env,
2515                       struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2516 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env,
2517                        struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2518 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2519 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2520
2521 /** @} cl_page_list */
2522
2523 /** \defgroup cl_req cl_req
2524  * @{
2525  */
2526 struct cl_req *cl_req_alloc(const struct lu_env *env, struct cl_page *page,
2527                             enum cl_req_type crt, int nr_objects);
2528
2529 void cl_req_page_add(const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2530                      struct cl_page *page);
2531 void cl_req_page_done(const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2532 int  cl_req_prep(const struct lu_env *env, struct cl_req *req);
2533 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2534                      struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
2535 void cl_req_completion(const struct lu_env *env, struct cl_req *req, int ioret);
2536
2537 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2538  * @{
2539  */
2540
2541 /**
2542  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2543  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2544  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2545  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2546  */
2547 struct cl_sync_io {
2548         /** number of pages yet to be transferred. */
2549         atomic_t                csi_sync_nr;
2550         /** error code. */
2551         int                     csi_sync_rc;
2552         /** barrier of destroy this structure */
2553         atomic_t                csi_barrier;
2554         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2555         wait_queue_head_t               csi_waitq;
2556         /** callback to invoke when this IO is finished */
2557         void                    (*csi_end_io)(const struct lu_env *,
2558                                               struct cl_sync_io *);
2559 };
2560
2561 void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
2562                      void (*end)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *));
2563 int  cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2564                      long timeout);
2565 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2566                      int ioret);
2567 void cl_sync_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor);
2568
2569 /** @} cl_sync_io */
2570
2571 /** @} cl_req */
2572
2573 /** \defgroup cl_env cl_env
2574  *
2575  * lu_env handling for a client.
2576  *
2577  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2578  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2579  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2580  * where
2581  *
2582  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2583  *
2584  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2585  *
2586  * On a client both these assumption fails, because every user thread can
2587  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2588  * into VFS or MM that call back into lustre.
2589  *
2590  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2591  * optimizations:
2592  *
2593  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2594  *     longer used environments instead of destroying them;
2595  *
2596  *     - there is a notion of "current" environment, attached to the kernel
2597  *     data structure representing current thread Top-level lustre code
2598  *     allocates an environment and makes it current, then calls into
2599  *     non-lustre code, that in turn calls lustre back. Low-level lustre
2600  *     code thus called can fetch environment created by the top-level code
2601  *     and reuse it, avoiding additional environment allocation.
2602  *       Right now, three interfaces can attach the cl_env to running thread:
2603  *       - cl_env_get
2604  *       - cl_env_implant
2605  *       - cl_env_reexit(cl_env_reenter had to be called priorly)
2606  *
2607  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2608  * @{
2609  */
2610
2611 struct cl_env_nest {
2612         int   cen_refcheck;
2613         void *cen_cookie;
2614 };
2615
2616 struct lu_env *cl_env_get(int *refcheck);
2617 struct lu_env *cl_env_alloc(int *refcheck, __u32 tags);
2618 struct lu_env *cl_env_nested_get(struct cl_env_nest *nest);
2619 void cl_env_put(struct lu_env *env, int *refcheck);
2620 void cl_env_nested_put(struct cl_env_nest *nest, struct lu_env *env);
2621 void *cl_env_reenter(void);
2622 void cl_env_reexit(void *cookie);
2623 void cl_env_implant(struct lu_env *env, int *refcheck);
2624 void cl_env_unplant(struct lu_env *env, int *refcheck);
2625 unsigned int cl_env_cache_purge(unsigned int nr);
2626 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2627 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2628
2629 /** @} cl_env */
2630
2631 /*
2632  * Misc
2633  */
2634 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2635
2636 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2637                                 struct lu_device_type *ldt,
2638                                 struct lu_device *next);
2639 /** @} clio */
2640
2641 int cl_global_init(void);
2642 void cl_global_fini(void);
2643
2644 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */