ACPI / button: remove pointer to old lid_sysfs on unbind
[cascardo/linux.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.sun.com/software/products/lustre/docs/GPLv2.pdf
19  *
20  * Please contact Sun Microsystems, Inc., 4150 Network Circle, Santa Clara,
21  * CA 95054 USA or visit www.sun.com if you need additional information or
22  * have any questions.
23  *
24  * GPL HEADER END
25  */
26 /*
27  * Copyright (c) 2008, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
28  * Use is subject to license terms.
29  *
30  * Copyright (c) 2011, 2015, Intel Corporation.
31  */
32 /*
33  * This file is part of Lustre, http://www.lustre.org/
34  * Lustre is a trademark of Sun Microsystems, Inc.
35  */
36 #ifndef _LUSTRE_CL_OBJECT_H
37 #define _LUSTRE_CL_OBJECT_H
38
39 /** \defgroup clio clio
40  *
41  * Client objects implement io operations and cache pages.
42  *
43  * Examples: lov and osc are implementations of cl interface.
44  *
45  * Big Theory Statement.
46  *
47  * Layered objects.
48  *
49  * Client implementation is based on the following data-types:
50  *
51  *   - cl_object
52  *
53  *   - cl_page
54  *
55  *   - cl_lock     represents an extent lock on an object.
56  *
57  *   - cl_io       represents high-level i/o activity such as whole read/write
58  *               system call, or write-out of pages from under the lock being
59  *               canceled. cl_io has sub-ios that can be stopped and resumed
60  *               independently, thus achieving high degree of transfer
61  *               parallelism. Single cl_io can be advanced forward by
62  *               the multiple threads (although in the most usual case of
63  *               read/write system call it is associated with the single user
64  *               thread, that issued the system call).
65  *
66  *   - cl_req      represents a collection of pages for a transfer. cl_req is
67  *               constructed by req-forming engine that tries to saturate
68  *               transport with large and continuous transfers.
69  *
70  * Terminology
71  *
72  *     - to avoid confusion high-level I/O operation like read or write system
73  *     call is referred to as "an io", whereas low-level I/O operation, like
74  *     RPC, is referred to as "a transfer"
75  *
76  *     - "generic code" means generic (not file system specific) code in the
77  *     hosting environment. "cl-code" means code (mostly in cl_*.c files) that
78  *     is not layer specific.
79  *
80  * Locking.
81  *
82  *  - i_mutex
83  *      - PG_locked
84  *        - cl_object_header::coh_page_guard
85  *        - lu_site::ls_guard
86  *
87  * See the top comment in cl_object.c for the description of overall locking and
88  * reference-counting design.
89  *
90  * See comments below for the description of i/o, page, and dlm-locking
91  * design.
92  *
93  * @{
94  */
95
96 /*
97  * super-class definitions.
98  */
99 #include "lu_object.h"
100 #include <linux/atomic.h>
101 #include "linux/lustre_compat25.h"
102 #include <linux/mutex.h>
103 #include <linux/radix-tree.h>
104 #include <linux/spinlock.h>
105 #include <linux/wait.h>
106
107 struct inode;
108
109 struct cl_device;
110 struct cl_device_operations;
111
112 struct cl_object;
113 struct cl_object_page_operations;
114 struct cl_object_lock_operations;
115
116 struct cl_page;
117 struct cl_page_slice;
118 struct cl_lock;
119 struct cl_lock_slice;
120
121 struct cl_lock_operations;
122 struct cl_page_operations;
123
124 struct cl_io;
125 struct cl_io_slice;
126
127 struct cl_req;
128 struct cl_req_slice;
129
130 /**
131  * Operations for each data device in the client stack.
132  *
133  * \see vvp_cl_ops, lov_cl_ops, lovsub_cl_ops, osc_cl_ops
134  */
135 struct cl_device_operations {
136         /**
137          * Initialize cl_req. This method is called top-to-bottom on all
138          * devices in the stack to get them a chance to allocate layer-private
139          * data, and to attach them to the cl_req by calling
140          * cl_req_slice_add().
141          *
142          * \see osc_req_init(), lov_req_init(), lovsub_req_init()
143          * \see vvp_req_init()
144          */
145         int (*cdo_req_init)(const struct lu_env *env, struct cl_device *dev,
146                             struct cl_req *req);
147 };
148
149 /**
150  * Device in the client stack.
151  *
152  * \see vvp_device, lov_device, lovsub_device, osc_device
153  */
154 struct cl_device {
155         /** Super-class. */
156         struct lu_device                   cd_lu_dev;
157         /** Per-layer operation vector. */
158         const struct cl_device_operations *cd_ops;
159 };
160
161 /** \addtogroup cl_object cl_object
162  * @{
163  */
164 /**
165  * "Data attributes" of cl_object. Data attributes can be updated
166  * independently for a sub-object, and top-object's attributes are calculated
167  * from sub-objects' ones.
168  */
169 struct cl_attr {
170         /** Object size, in bytes */
171         loff_t cat_size;
172         /**
173          * Known minimal size, in bytes.
174          *
175          * This is only valid when at least one DLM lock is held.
176          */
177         loff_t cat_kms;
178         /** Modification time. Measured in seconds since epoch. */
179         time64_t cat_mtime;
180         /** Access time. Measured in seconds since epoch. */
181         time64_t cat_atime;
182         /** Change time. Measured in seconds since epoch. */
183         time64_t cat_ctime;
184         /**
185          * Blocks allocated to this cl_object on the server file system.
186          *
187          * \todo XXX An interface for block size is needed.
188          */
189         __u64  cat_blocks;
190         /**
191          * User identifier for quota purposes.
192          */
193         uid_t  cat_uid;
194         /**
195          * Group identifier for quota purposes.
196          */
197         gid_t  cat_gid;
198 };
199
200 /**
201  * Fields in cl_attr that are being set.
202  */
203 enum cl_attr_valid {
204         CAT_SIZE   = 1 << 0,
205         CAT_KMS    = 1 << 1,
206         CAT_MTIME  = 1 << 3,
207         CAT_ATIME  = 1 << 4,
208         CAT_CTIME  = 1 << 5,
209         CAT_BLOCKS = 1 << 6,
210         CAT_UID    = 1 << 7,
211         CAT_GID    = 1 << 8
212 };
213
214 /**
215  * Sub-class of lu_object with methods common for objects on the client
216  * stacks.
217  *
218  * cl_object: represents a regular file system object, both a file and a
219  *    stripe. cl_object is based on lu_object: it is identified by a fid,
220  *    layered, cached, hashed, and lrued. Important distinction with the server
221  *    side, where md_object and dt_object are used, is that cl_object "fans out"
222  *    at the lov/sns level: depending on the file layout, single file is
223  *    represented as a set of "sub-objects" (stripes). At the implementation
224  *    level, struct lov_object contains an array of cl_objects. Each sub-object
225  *    is a full-fledged cl_object, having its fid, living in the lru and hash
226  *    table.
227  *
228  *    This leads to the next important difference with the server side: on the
229  *    client, it's quite usual to have objects with the different sequence of
230  *    layers. For example, typical top-object is composed of the following
231  *    layers:
232  *
233  *      - vvp
234  *      - lov
235  *
236  *    whereas its sub-objects are composed of
237  *
238  *      - lovsub
239  *      - osc
240  *
241  *    layers. Here "lovsub" is a mostly dummy layer, whose purpose is to keep
242  *    track of the object-subobject relationship.
243  *
244  *    Sub-objects are not cached independently: when top-object is about to
245  *    be discarded from the memory, all its sub-objects are torn-down and
246  *    destroyed too.
247  *
248  * \see vvp_object, lov_object, lovsub_object, osc_object
249  */
250 struct cl_object {
251         /** super class */
252         struct lu_object                   co_lu;
253         /** per-object-layer operations */
254         const struct cl_object_operations *co_ops;
255         /** offset of page slice in cl_page buffer */
256         int                                co_slice_off;
257 };
258
259 /**
260  * Description of the client object configuration. This is used for the
261  * creation of a new client object that is identified by a more state than
262  * fid.
263  */
264 struct cl_object_conf {
265         /** Super-class. */
266         struct lu_object_conf     coc_lu;
267         union {
268                 /**
269                  * Object layout. This is consumed by lov.
270                  */
271                 struct lustre_md *coc_md;
272                 /**
273                  * Description of particular stripe location in the
274                  * cluster. This is consumed by osc.
275                  */
276                 struct lov_oinfo *coc_oinfo;
277         } u;
278         /**
279          * VFS inode. This is consumed by vvp.
280          */
281         struct inode         *coc_inode;
282         /**
283          * Layout lock handle.
284          */
285         struct ldlm_lock         *coc_lock;
286         /**
287          * Operation to handle layout, OBJECT_CONF_XYZ.
288          */
289         int                       coc_opc;
290 };
291
292 enum {
293         /** configure layout, set up a new stripe, must be called while
294          * holding layout lock.
295          */
296         OBJECT_CONF_SET = 0,
297         /** invalidate the current stripe configuration due to losing
298          * layout lock.
299          */
300         OBJECT_CONF_INVALIDATE = 1,
301         /** wait for old layout to go away so that new layout can be set up. */
302         OBJECT_CONF_WAIT = 2
303 };
304
305 /**
306  * Operations implemented for each cl object layer.
307  *
308  * \see vvp_ops, lov_ops, lovsub_ops, osc_ops
309  */
310 struct cl_object_operations {
311         /**
312          * Initialize page slice for this layer. Called top-to-bottom through
313          * every object layer when a new cl_page is instantiated. Layer
314          * keeping private per-page data, or requiring its own page operations
315          * vector should allocate these data here, and attach then to the page
316          * by calling cl_page_slice_add(). \a vmpage is locked (in the VM
317          * sense). Optional.
318          *
319          * \retval NULL success.
320          *
321          * \retval ERR_PTR(errno) failure code.
322          *
323          * \retval valid-pointer pointer to already existing referenced page
324          *       to be used instead of newly created.
325          */
326         int  (*coo_page_init)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
327                                 struct cl_page *page, pgoff_t index);
328         /**
329          * Initialize lock slice for this layer. Called top-to-bottom through
330          * every object layer when a new cl_lock is instantiated. Layer
331          * keeping private per-lock data, or requiring its own lock operations
332          * vector should allocate these data here, and attach then to the lock
333          * by calling cl_lock_slice_add(). Mandatory.
334          */
335         int  (*coo_lock_init)(const struct lu_env *env,
336                               struct cl_object *obj, struct cl_lock *lock,
337                               const struct cl_io *io);
338         /**
339          * Initialize io state for a given layer.
340          *
341          * called top-to-bottom once per io existence to initialize io
342          * state. If layer wants to keep some state for this type of io, it
343          * has to embed struct cl_io_slice in lu_env::le_ses, and register
344          * slice with cl_io_slice_add(). It is guaranteed that all threads
345          * participating in this io share the same session.
346          */
347         int  (*coo_io_init)(const struct lu_env *env,
348                             struct cl_object *obj, struct cl_io *io);
349         /**
350          * Fill portion of \a attr that this layer controls. This method is
351          * called top-to-bottom through all object layers.
352          *
353          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
354          *
355          * \return   0: to continue
356          * \return +ve: to stop iterating through layers (but 0 is returned
357          * from enclosing cl_object_attr_get())
358          * \return -ve: to signal error
359          */
360         int (*coo_attr_get)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
361                             struct cl_attr *attr);
362         /**
363          * Update attributes.
364          *
365          * \a valid is a bitmask composed from enum #cl_attr_valid, and
366          * indicating what attributes are to be set.
367          *
368          * \pre cl_object_header::coh_attr_guard of the top-object is locked.
369          *
370          * \return the same convention as for
371          * cl_object_operations::coo_attr_get() is used.
372          */
373         int (*coo_attr_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
374                             const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
375         /**
376          * Update object configuration. Called top-to-bottom to modify object
377          * configuration.
378          *
379          * XXX error conditions and handling.
380          */
381         int (*coo_conf_set)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
382                             const struct cl_object_conf *conf);
383         /**
384          * Glimpse ast. Executed when glimpse ast arrives for a lock on this
385          * object. Layers are supposed to fill parts of \a lvb that will be
386          * shipped to the glimpse originator as a glimpse result.
387          *
388          * \see vvp_object_glimpse(), lovsub_object_glimpse(),
389          * \see osc_object_glimpse()
390          */
391         int (*coo_glimpse)(const struct lu_env *env,
392                            const struct cl_object *obj, struct ost_lvb *lvb);
393         /**
394          * Object prune method. Called when the layout is going to change on
395          * this object, therefore each layer has to clean up their cache,
396          * mainly pages and locks.
397          */
398         int (*coo_prune)(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
399 };
400
401 /**
402  * Extended header for client object.
403  */
404 struct cl_object_header {
405         /** Standard lu_object_header. cl_object::co_lu::lo_header points
406          * here.
407          */
408         struct lu_object_header  coh_lu;
409
410         /**
411          * Parent object. It is assumed that an object has a well-defined
412          * parent, but not a well-defined child (there may be multiple
413          * sub-objects, for the same top-object). cl_object_header::coh_parent
414          * field allows certain code to be written generically, without
415          * limiting possible cl_object layouts unduly.
416          */
417         struct cl_object_header *coh_parent;
418         /**
419          * Protects consistency between cl_attr of parent object and
420          * attributes of sub-objects, that the former is calculated ("merged")
421          * from.
422          *
423          * \todo XXX this can be read/write lock if needed.
424          */
425         spinlock_t               coh_attr_guard;
426         /**
427          * Size of cl_page + page slices
428          */
429         unsigned short           coh_page_bufsize;
430         /**
431          * Number of objects above this one: 0 for a top-object, 1 for its
432          * sub-object, etc.
433          */
434         unsigned char            coh_nesting;
435 };
436
437 /**
438  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
439  * layer top-to-bottom to \a slice.
440  */
441 #define cl_object_for_each(slice, obj)                                \
442         list_for_each_entry((slice),                                \
443                                 &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers,    \
444                                 co_lu.lo_linkage)
445 /**
446  * Helper macro: iterate over all layers of the object \a obj, assigning every
447  * layer bottom-to-top to \a slice.
448  */
449 #define cl_object_for_each_reverse(slice, obj)                         \
450         list_for_each_entry_reverse((slice),                         \
451                                         &(obj)->co_lu.lo_header->loh_layers, \
452                                         co_lu.lo_linkage)
453 /** @} cl_object */
454
455 #define CL_PAGE_EOF ((pgoff_t)~0ull)
456
457 /** \addtogroup cl_page cl_page
458  * @{
459  */
460
461 /** \struct cl_page
462  * Layered client page.
463  *
464  * cl_page: represents a portion of a file, cached in the memory. All pages
465  *    of the given file are of the same size, and are kept in the radix tree
466  *    hanging off the cl_object. cl_page doesn't fan out, but as sub-objects
467  *    of the top-level file object are first class cl_objects, they have their
468  *    own radix trees of pages and hence page is implemented as a sequence of
469  *    struct cl_pages's, linked into double-linked list through
470  *    cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child pointers, each residing in the
471  *    corresponding radix tree at the corresponding logical offset.
472  *
473  * cl_page is associated with VM page of the hosting environment (struct
474  *    page in Linux kernel, for example), struct page. It is assumed, that this
475  *    association is implemented by one of cl_page layers (top layer in the
476  *    current design) that
477  *
478  *      - intercepts per-VM-page call-backs made by the environment (e.g.,
479  *        memory pressure),
480  *
481  *      - translates state (page flag bits) and locking between lustre and
482  *        environment.
483  *
484  *    The association between cl_page and struct page is immutable and
485  *    established when cl_page is created.
486  *
487  * cl_page can be "owned" by a particular cl_io (see below), guaranteeing
488  *    this io an exclusive access to this page w.r.t. other io attempts and
489  *    various events changing page state (such as transfer completion, or
490  *    eviction of the page from the memory). Note, that in general cl_io
491  *    cannot be identified with a particular thread, and page ownership is not
492  *    exactly equal to the current thread holding a lock on the page. Layer
493  *    implementing association between cl_page and struct page has to implement
494  *    ownership on top of available synchronization mechanisms.
495  *
496  *    While lustre client maintains the notion of an page ownership by io,
497  *    hosting MM/VM usually has its own page concurrency control
498  *    mechanisms. For example, in Linux, page access is synchronized by the
499  *    per-page PG_locked bit-lock, and generic kernel code (generic_file_*())
500  *    takes care to acquire and release such locks as necessary around the
501  *    calls to the file system methods (->readpage(), ->prepare_write(),
502  *    ->commit_write(), etc.). This leads to the situation when there are two
503  *    different ways to own a page in the client:
504  *
505  *      - client code explicitly and voluntary owns the page (cl_page_own());
506  *
507  *      - VM locks a page and then calls the client, that has "to assume"
508  *        the ownership from the VM (cl_page_assume()).
509  *
510  *    Dual methods to release ownership are cl_page_disown() and
511  *    cl_page_unassume().
512  *
513  * cl_page is reference counted (cl_page::cp_ref). When reference counter
514  *    drops to 0, the page is returned to the cache, unless it is in
515  *    cl_page_state::CPS_FREEING state, in which case it is immediately
516  *    destroyed.
517  *
518  *    The general logic guaranteeing the absence of "existential races" for
519  *    pages is the following:
520  *
521  *      - there are fixed known ways for a thread to obtain a new reference
522  *        to a page:
523  *
524  *          - by doing a lookup in the cl_object radix tree, protected by the
525  *            spin-lock;
526  *
527  *          - by starting from VM-locked struct page and following some
528  *            hosting environment method (e.g., following ->private pointer in
529  *            the case of Linux kernel), see cl_vmpage_page();
530  *
531  *      - when the page enters cl_page_state::CPS_FREEING state, all these
532  *        ways are severed with the proper synchronization
533  *        (cl_page_delete());
534  *
535  *      - entry into cl_page_state::CPS_FREEING is serialized by the VM page
536  *        lock;
537  *
538  *      - no new references to the page in cl_page_state::CPS_FREEING state
539  *        are allowed (checked in cl_page_get()).
540  *
541  *    Together this guarantees that when last reference to a
542  *    cl_page_state::CPS_FREEING page is released, it is safe to destroy the
543  *    page, as neither references to it can be acquired at that point, nor
544  *    ones exist.
545  *
546  * cl_page is a state machine. States are enumerated in enum
547  *    cl_page_state. Possible state transitions are enumerated in
548  *    cl_page_state_set(). State transition process (i.e., actual changing of
549  *    cl_page::cp_state field) is protected by the lock on the underlying VM
550  *    page.
551  *
552  * Linux Kernel implementation.
553  *
554  *    Binding between cl_page and struct page (which is a typedef for
555  *    struct page) is implemented in the vvp layer. cl_page is attached to the
556  *    ->private pointer of the struct page, together with the setting of
557  *    PG_private bit in page->flags, and acquiring additional reference on the
558  *    struct page (much like struct buffer_head, or any similar file system
559  *    private data structures).
560  *
561  *    PG_locked lock is used to implement both ownership and transfer
562  *    synchronization, that is, page is VM-locked in CPS_{OWNED,PAGE{IN,OUT}}
563  *    states. No additional references are acquired for the duration of the
564  *    transfer.
565  *
566  * \warning *THIS IS NOT* the behavior expected by the Linux kernel, where
567  *        write-out is "protected" by the special PG_writeback bit.
568  */
569
570 /**
571  * States of cl_page. cl_page.c assumes particular order here.
572  *
573  * The page state machine is rather crude, as it doesn't recognize finer page
574  * states like "dirty" or "up to date". This is because such states are not
575  * always well defined for the whole stack (see, for example, the
576  * implementation of the read-ahead, that hides page up-to-dateness to track
577  * cache hits accurately). Such sub-states are maintained by the layers that
578  * are interested in them.
579  */
580 enum cl_page_state {
581         /**
582          * Page is in the cache, un-owned. Page leaves cached state in the
583          * following cases:
584          *
585          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io comes across the page and
586          *     owns it;
587          *
588          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] page is dirty, the
589          *     req-formation engine decides that it wants to include this page
590          *     into an cl_req being constructed, and yanks it from the cache;
591          *
592          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] VM callback is executed to
593          *     evict the page form the memory;
594          *
595          * \invariant cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
596          */
597         CPS_CACHED,
598         /**
599          * Page is exclusively owned by some cl_io. Page may end up in this
600          * state as a result of
601          *
602          *     - io creating new page and immediately owning it;
603          *
604          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io finding existing cached page
605          *     and owning it;
606          *
607          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] io finding existing owned page
608          *     and waiting for owner to release the page;
609          *
610          * Page leaves owned state in the following cases:
611          *
612          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] io decides to leave the page in
613          *     the cache, doing nothing;
614          *
615          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEIN] io starts read transfer for
616          *     this page;
617          *
618          *     - [cl_page_state::CPS_PAGEOUT] io starts immediate write
619          *     transfer for this page;
620          *
621          *     - [cl_page_state::CPS_FREEING] io decides to destroy this
622          *     page (e.g., as part of truncate or extent lock cancellation).
623          *
624          * \invariant cl_page::cp_owner != NULL && cl_page::cp_req == NULL
625          */
626         CPS_OWNED,
627         /**
628          * Page is being written out, as a part of a transfer. This state is
629          * entered when req-formation logic decided that it wants this page to
630          * be sent through the wire _now_. Specifically, it means that once
631          * this state is achieved, transfer completion handler (with either
632          * success or failure indication) is guaranteed to be executed against
633          * this page independently of any locks and any scheduling decisions
634          * made by the hosting environment (that effectively means that the
635          * page is never put into cl_page_state::CPS_PAGEOUT state "in
636          * advance". This property is mentioned, because it is important when
637          * reasoning about possible dead-locks in the system). The page can
638          * enter this state as a result of
639          *
640          *     - [cl_page_state::CPS_OWNED] an io requesting an immediate
641          *     write-out of this page, or
642          *
643          *     - [cl_page_state::CPS_CACHED] req-forming engine deciding
644          *     that it has enough dirty pages cached to issue a "good"
645          *     transfer.
646          *
647          * The page leaves cl_page_state::CPS_PAGEOUT state when the transfer
648          * is completed---it is moved into cl_page_state::CPS_CACHED state.
649          *
650          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
651          *
652          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
653          */
654         CPS_PAGEOUT,
655         /**
656          * Page is being read in, as a part of a transfer. This is quite
657          * similar to the cl_page_state::CPS_PAGEOUT state, except that
658          * read-in is always "immediate"---there is no such thing a sudden
659          * construction of read cl_req from cached, presumably not up to date,
660          * pages.
661          *
662          * Underlying VM page is locked for the duration of transfer.
663          *
664          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req != NULL
665          */
666         CPS_PAGEIN,
667         /**
668          * Page is being destroyed. This state is entered when client decides
669          * that page has to be deleted from its host object, as, e.g., a part
670          * of truncate.
671          *
672          * Once this state is reached, there is no way to escape it.
673          *
674          * \invariant: cl_page::cp_owner == NULL && cl_page::cp_req == NULL
675          */
676         CPS_FREEING,
677         CPS_NR
678 };
679
680 enum cl_page_type {
681         /** Host page, the page is from the host inode which the cl_page
682          * belongs to.
683          */
684         CPT_CACHEABLE = 1,
685
686         /** Transient page, the transient cl_page is used to bind a cl_page
687          *  to vmpage which is not belonging to the same object of cl_page.
688          *  it is used in DirectIO and lockless IO.
689          */
690         CPT_TRANSIENT,
691 };
692
693 /**
694  * Flags maintained for every cl_page.
695  */
696 enum cl_page_flags {
697         /**
698          * Set when pagein completes. Used for debugging (read completes at
699          * most once for a page).
700          */
701         CPF_READ_COMPLETED = 1 << 0
702 };
703
704 /**
705  * Fields are protected by the lock on struct page, except for atomics and
706  * immutables.
707  *
708  * \invariant Data type invariants are in cl_page_invariant(). Basically:
709  * cl_page::cp_parent and cl_page::cp_child are a well-formed double-linked
710  * list, consistent with the parent/child pointers in the cl_page::cp_obj and
711  * cl_page::cp_owner (when set).
712  */
713 struct cl_page {
714         /** Reference counter. */
715         atomic_t             cp_ref;
716         /** An object this page is a part of. Immutable after creation. */
717         struct cl_object        *cp_obj;
718         /** List of slices. Immutable after creation. */
719         struct list_head               cp_layers;
720         /** vmpage */
721         struct page             *cp_vmpage;
722         /**
723          * Page state. This field is const to avoid accidental update, it is
724          * modified only internally within cl_page.c. Protected by a VM lock.
725          */
726         const enum cl_page_state cp_state;
727         /** Linkage of pages within group. Protected by cl_page::cp_mutex. */
728         struct list_head                cp_batch;
729         /** Mutex serializing membership of a page in a batch. */
730         struct mutex            cp_mutex;
731         /** Linkage of pages within cl_req. */
732         struct list_head               cp_flight;
733         /** Transfer error. */
734         int                   cp_error;
735
736         /**
737          * Page type. Only CPT_TRANSIENT is used so far. Immutable after
738          * creation.
739          */
740         enum cl_page_type       cp_type;
741
742         /**
743          * Owning IO in cl_page_state::CPS_OWNED state. Sub-page can be owned
744          * by sub-io. Protected by a VM lock.
745          */
746         struct cl_io        *cp_owner;
747         /**
748          * Debug information, the task is owning the page.
749          */
750         struct task_struct      *cp_task;
751         /**
752          * Owning IO request in cl_page_state::CPS_PAGEOUT and
753          * cl_page_state::CPS_PAGEIN states. This field is maintained only in
754          * the top-level pages. Protected by a VM lock.
755          */
756         struct cl_req      *cp_req;
757         /** List of references to this page, for debugging. */
758         struct lu_ref       cp_reference;
759         /** Link to an object, for debugging. */
760         struct lu_ref_link       cp_obj_ref;
761         /** Link to a queue, for debugging. */
762         struct lu_ref_link       cp_queue_ref;
763         /** Per-page flags from enum cl_page_flags. Protected by a VM lock. */
764         unsigned                 cp_flags;
765         /** Assigned if doing a sync_io */
766         struct cl_sync_io       *cp_sync_io;
767 };
768
769 /**
770  * Per-layer part of cl_page.
771  *
772  * \see vvp_page, lov_page, osc_page
773  */
774 struct cl_page_slice {
775         struct cl_page            *cpl_page;
776         pgoff_t                          cpl_index;
777         /**
778          * Object slice corresponding to this page slice. Immutable after
779          * creation.
780          */
781         struct cl_object                *cpl_obj;
782         const struct cl_page_operations *cpl_ops;
783         /** Linkage into cl_page::cp_layers. Immutable after creation. */
784         struct list_head                       cpl_linkage;
785 };
786
787 /**
788  * Lock mode. For the client extent locks.
789  *
790  * \ingroup cl_lock
791  */
792 enum cl_lock_mode {
793         CLM_READ,
794         CLM_WRITE,
795         CLM_GROUP
796 };
797
798 /**
799  * Requested transfer type.
800  * \ingroup cl_req
801  */
802 enum cl_req_type {
803         CRT_READ,
804         CRT_WRITE,
805         CRT_NR
806 };
807
808 /**
809  * Per-layer page operations.
810  *
811  * Methods taking an \a io argument are for the activity happening in the
812  * context of given \a io. Page is assumed to be owned by that io, except for
813  * the obvious cases (like cl_page_operations::cpo_own()).
814  *
815  * \see vvp_page_ops, lov_page_ops, osc_page_ops
816  */
817 struct cl_page_operations {
818         /**
819          * cl_page<->struct page methods. Only one layer in the stack has to
820          * implement these. Current code assumes that this functionality is
821          * provided by the topmost layer, see cl_page_disown0() as an example.
822          */
823
824         /**
825          * Called when \a io acquires this page into the exclusive
826          * ownership. When this method returns, it is guaranteed that the is
827          * not owned by other io, and no transfer is going on against
828          * it. Optional.
829          *
830          * \see cl_page_own()
831          * \see vvp_page_own(), lov_page_own()
832          */
833         int  (*cpo_own)(const struct lu_env *env,
834                         const struct cl_page_slice *slice,
835                         struct cl_io *io, int nonblock);
836         /** Called when ownership it yielded. Optional.
837          *
838          * \see cl_page_disown()
839          * \see vvp_page_disown()
840          */
841         void (*cpo_disown)(const struct lu_env *env,
842                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
843         /**
844          * Called for a page that is already "owned" by \a io from VM point of
845          * view. Optional.
846          *
847          * \see cl_page_assume()
848          * \see vvp_page_assume(), lov_page_assume()
849          */
850         void (*cpo_assume)(const struct lu_env *env,
851                            const struct cl_page_slice *slice, struct cl_io *io);
852         /** Dual to cl_page_operations::cpo_assume(). Optional. Called
853          * bottom-to-top when IO releases a page without actually unlocking
854          * it.
855          *
856          * \see cl_page_unassume()
857          * \see vvp_page_unassume()
858          */
859         void (*cpo_unassume)(const struct lu_env *env,
860                              const struct cl_page_slice *slice,
861                              struct cl_io *io);
862         /**
863          * Announces whether the page contains valid data or not by \a uptodate.
864          *
865          * \see cl_page_export()
866          * \see vvp_page_export()
867          */
868         void  (*cpo_export)(const struct lu_env *env,
869                             const struct cl_page_slice *slice, int uptodate);
870         /**
871          * Checks whether underlying VM page is locked (in the suitable
872          * sense). Used for assertions.
873          *
874          * \retval    -EBUSY: page is protected by a lock of a given mode;
875          * \retval  -ENODATA: page is not protected by a lock;
876          * \retval       0: this layer cannot decide. (Should never happen.)
877          */
878         int (*cpo_is_vmlocked)(const struct lu_env *env,
879                                const struct cl_page_slice *slice);
880         /**
881          * Page destruction.
882          */
883
884         /**
885          * Called when page is truncated from the object. Optional.
886          *
887          * \see cl_page_discard()
888          * \see vvp_page_discard(), osc_page_discard()
889          */
890         void (*cpo_discard)(const struct lu_env *env,
891                             const struct cl_page_slice *slice,
892                             struct cl_io *io);
893         /**
894          * Called when page is removed from the cache, and is about to being
895          * destroyed. Optional.
896          *
897          * \see cl_page_delete()
898          * \see vvp_page_delete(), osc_page_delete()
899          */
900         void (*cpo_delete)(const struct lu_env *env,
901                            const struct cl_page_slice *slice);
902         /** Destructor. Frees resources and slice itself. */
903         void (*cpo_fini)(const struct lu_env *env,
904                          struct cl_page_slice *slice);
905
906         /**
907          * Checks whether the page is protected by a cl_lock. This is a
908          * per-layer method, because certain layers have ways to check for the
909          * lock much more efficiently than through the generic locks scan, or
910          * implement locking mechanisms separate from cl_lock, e.g.,
911          * LL_FILE_GROUP_LOCKED in vvp. If \a pending is true, check for locks
912          * being canceled, or scheduled for cancellation as soon as the last
913          * user goes away, too.
914          *
915          * \retval    -EBUSY: page is protected by a lock of a given mode;
916          * \retval  -ENODATA: page is not protected by a lock;
917          * \retval       0: this layer cannot decide.
918          *
919          * \see cl_page_is_under_lock()
920          */
921         int (*cpo_is_under_lock)(const struct lu_env *env,
922                                  const struct cl_page_slice *slice,
923                                  struct cl_io *io, pgoff_t *max);
924
925         /**
926          * Optional debugging helper. Prints given page slice.
927          *
928          * \see cl_page_print()
929          */
930         int (*cpo_print)(const struct lu_env *env,
931                          const struct cl_page_slice *slice,
932                          void *cookie, lu_printer_t p);
933         /**
934          * \name transfer
935          *
936          * Transfer methods. See comment on cl_req for a description of
937          * transfer formation and life-cycle.
938          *
939          * @{
940          */
941         /**
942          * Request type dependent vector of operations.
943          *
944          * Transfer operations depend on transfer mode (cl_req_type). To avoid
945          * passing transfer mode to each and every of these methods, and to
946          * avoid branching on request type inside of the methods, separate
947          * methods for cl_req_type:CRT_READ and cl_req_type:CRT_WRITE are
948          * provided. That is, method invocation usually looks like
949          *
950          *       slice->cp_ops.io[req->crq_type].cpo_method(env, slice, ...);
951          */
952         struct {
953                 /**
954                  * Called when a page is submitted for a transfer as a part of
955                  * cl_page_list.
956                  *
957                  * \return    0  : page is eligible for submission;
958                  * \return    -EALREADY : skip this page;
959                  * \return    -ve       : error.
960                  *
961                  * \see cl_page_prep()
962                  */
963                 int  (*cpo_prep)(const struct lu_env *env,
964                                  const struct cl_page_slice *slice,
965                                  struct cl_io *io);
966                 /**
967                  * Completion handler. This is guaranteed to be eventually
968                  * fired after cl_page_operations::cpo_prep() or
969                  * cl_page_operations::cpo_make_ready() call.
970                  *
971                  * This method can be called in a non-blocking context. It is
972                  * guaranteed however, that the page involved and its object
973                  * are pinned in memory (and, hence, calling cl_page_put() is
974                  * safe).
975                  *
976                  * \see cl_page_completion()
977                  */
978                 void (*cpo_completion)(const struct lu_env *env,
979                                        const struct cl_page_slice *slice,
980                                        int ioret);
981                 /**
982                  * Called when cached page is about to be added to the
983                  * cl_req as a part of req formation.
984                  *
985                  * \return    0       : proceed with this page;
986                  * \return    -EAGAIN : skip this page;
987                  * \return    -ve     : error.
988                  *
989                  * \see cl_page_make_ready()
990                  */
991                 int  (*cpo_make_ready)(const struct lu_env *env,
992                                        const struct cl_page_slice *slice);
993         } io[CRT_NR];
994         /**
995          * Tell transfer engine that only [to, from] part of a page should be
996          * transmitted.
997          *
998          * This is used for immediate transfers.
999          *
1000          * \todo XXX this is not very good interface. It would be much better
1001          * if all transfer parameters were supplied as arguments to
1002          * cl_io_operations::cio_submit() call, but it is not clear how to do
1003          * this for page queues.
1004          *
1005          * \see cl_page_clip()
1006          */
1007         void (*cpo_clip)(const struct lu_env *env,
1008                          const struct cl_page_slice *slice,
1009                          int from, int to);
1010         /**
1011          * \pre  the page was queued for transferring.
1012          * \post page is removed from client's pending list, or -EBUSY
1013          *       is returned if it has already been in transferring.
1014          *
1015          * This is one of seldom page operation which is:
1016          * 0. called from top level;
1017          * 1. don't have vmpage locked;
1018          * 2. every layer should synchronize execution of its ->cpo_cancel()
1019          *    with completion handlers. Osc uses client obd lock for this
1020          *    purpose. Based on there is no vvp_page_cancel and
1021          *    lov_page_cancel(), cpo_cancel is defacto protected by client lock.
1022          *
1023          * \see osc_page_cancel().
1024          */
1025         int (*cpo_cancel)(const struct lu_env *env,
1026                           const struct cl_page_slice *slice);
1027         /**
1028          * Write out a page by kernel. This is only called by ll_writepage
1029          * right now.
1030          *
1031          * \see cl_page_flush()
1032          */
1033         int (*cpo_flush)(const struct lu_env *env,
1034                          const struct cl_page_slice *slice,
1035                          struct cl_io *io);
1036         /** @} transfer */
1037 };
1038
1039 /**
1040  * Helper macro, dumping detailed information about \a page into a log.
1041  */
1042 #define CL_PAGE_DEBUG(mask, env, page, format, ...)                  \
1043 do {                                                                \
1044         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {              \
1045                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);        \
1046                 cl_page_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page);  \
1047                 CDEBUG(mask, format, ## __VA_ARGS__);             \
1048         }                                                              \
1049 } while (0)
1050
1051 /**
1052  * Helper macro, dumping shorter information about \a page into a log.
1053  */
1054 #define CL_PAGE_HEADER(mask, env, page, format, ...)                      \
1055 do {                                                                      \
1056         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {                    \
1057                 LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);                \
1058                 cl_page_header_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, page); \
1059                 CDEBUG(mask, format, ## __VA_ARGS__);                   \
1060         }                                                                    \
1061 } while (0)
1062
1063 static inline int __page_in_use(const struct cl_page *page, int refc)
1064 {
1065         if (page->cp_type == CPT_CACHEABLE)
1066                 ++refc;
1067         LASSERT(atomic_read(&page->cp_ref) > 0);
1068         return (atomic_read(&page->cp_ref) > refc);
1069 }
1070
1071 #define cl_page_in_use(pg)       __page_in_use(pg, 1)
1072 #define cl_page_in_use_noref(pg) __page_in_use(pg, 0)
1073
1074 static inline struct page *cl_page_vmpage(struct cl_page *page)
1075 {
1076         LASSERT(page->cp_vmpage);
1077         return page->cp_vmpage;
1078 }
1079
1080 /** @} cl_page */
1081
1082 /** \addtogroup cl_lock cl_lock
1083  * @{
1084  */
1085 /** \struct cl_lock
1086  *
1087  * Extent locking on the client.
1088  *
1089  * LAYERING
1090  *
1091  * The locking model of the new client code is built around
1092  *
1093  *      struct cl_lock
1094  *
1095  * data-type representing an extent lock on a regular file. cl_lock is a
1096  * layered object (much like cl_object and cl_page), it consists of a header
1097  * (struct cl_lock) and a list of layers (struct cl_lock_slice), linked to
1098  * cl_lock::cll_layers list through cl_lock_slice::cls_linkage.
1099  *
1100  * Typical cl_lock consists of the two layers:
1101  *
1102  *     - vvp_lock (vvp specific data), and
1103  *     - lov_lock (lov specific data).
1104  *
1105  * lov_lock contains an array of sub-locks. Each of these sub-locks is a
1106  * normal cl_lock: it has a header (struct cl_lock) and a list of layers:
1107  *
1108  *     - lovsub_lock, and
1109  *     - osc_lock
1110  *
1111  * Each sub-lock is associated with a cl_object (representing stripe
1112  * sub-object or the file to which top-level cl_lock is associated to), and is
1113  * linked into that cl_object::coh_locks. In this respect cl_lock is similar to
1114  * cl_object (that at lov layer also fans out into multiple sub-objects), and
1115  * is different from cl_page, that doesn't fan out (there is usually exactly
1116  * one osc_page for every vvp_page). We shall call vvp-lov portion of the lock
1117  * a "top-lock" and its lovsub-osc portion a "sub-lock".
1118  *
1119  * LIFE CYCLE
1120  *
1121  * cl_lock is a cacheless data container for the requirements of locks to
1122  * complete the IO. cl_lock is created before I/O starts and destroyed when the
1123  * I/O is complete.
1124  *
1125  * cl_lock depends on LDLM lock to fulfill lock semantics. LDLM lock is attached
1126  * to cl_lock at OSC layer. LDLM lock is still cacheable.
1127  *
1128  * INTERFACE AND USAGE
1129  *
1130  * Two major methods are supported for cl_lock: clo_enqueue and clo_cancel.  A
1131  * cl_lock is enqueued by cl_lock_request(), which will call clo_enqueue()
1132  * methods for each layer to enqueue the lock. At the LOV layer, if a cl_lock
1133  * consists of multiple sub cl_locks, each sub locks will be enqueued
1134  * correspondingly. At OSC layer, the lock enqueue request will tend to reuse
1135  * cached LDLM lock; otherwise a new LDLM lock will have to be requested from
1136  * OST side.
1137  *
1138  * cl_lock_cancel() must be called to release a cl_lock after use. clo_cancel()
1139  * method will be called for each layer to release the resource held by this
1140  * lock. At OSC layer, the reference count of LDLM lock, which is held at
1141  * clo_enqueue time, is released.
1142  *
1143  * LDLM lock can only be canceled if there is no cl_lock using it.
1144  *
1145  * Overall process of the locking during IO operation is as following:
1146  *
1147  *     - once parameters for IO are setup in cl_io, cl_io_operations::cio_lock()
1148  *       is called on each layer. Responsibility of this method is to add locks,
1149  *       needed by a given layer into cl_io.ci_lockset.
1150  *
1151  *     - once locks for all layers were collected, they are sorted to avoid
1152  *       dead-locks (cl_io_locks_sort()), and enqueued.
1153  *
1154  *     - when all locks are acquired, IO is performed;
1155  *
1156  *     - locks are released after IO is complete.
1157  *
1158  * Striping introduces major additional complexity into locking. The
1159  * fundamental problem is that it is generally unsafe to actively use (hold)
1160  * two locks on the different OST servers at the same time, as this introduces
1161  * inter-server dependency and can lead to cascading evictions.
1162  *
1163  * Basic solution is to sub-divide large read/write IOs into smaller pieces so
1164  * that no multi-stripe locks are taken (note that this design abandons POSIX
1165  * read/write semantics). Such pieces ideally can be executed concurrently. At
1166  * the same time, certain types of IO cannot be sub-divived, without
1167  * sacrificing correctness. This includes:
1168  *
1169  *  - O_APPEND write, where [0, EOF] lock has to be taken, to guarantee
1170  *  atomicity;
1171  *
1172  *  - ftruncate(fd, offset), where [offset, EOF] lock has to be taken.
1173  *
1174  * Also, in the case of read(fd, buf, count) or write(fd, buf, count), where
1175  * buf is a part of memory mapped Lustre file, a lock or locks protecting buf
1176  * has to be held together with the usual lock on [offset, offset + count].
1177  *
1178  * Interaction with DLM
1179  *
1180  * In the expected setup, cl_lock is ultimately backed up by a collection of
1181  * DLM locks (struct ldlm_lock). Association between cl_lock and DLM lock is
1182  * implemented in osc layer, that also matches DLM events (ASTs, cancellation,
1183  * etc.) into cl_lock_operation calls. See struct osc_lock for a more detailed
1184  * description of interaction with DLM.
1185  */
1186
1187 /**
1188  * Lock description.
1189  */
1190 struct cl_lock_descr {
1191         /** Object this lock is granted for. */
1192         struct cl_object *cld_obj;
1193         /** Index of the first page protected by this lock. */
1194         pgoff_t    cld_start;
1195         /** Index of the last page (inclusive) protected by this lock. */
1196         pgoff_t    cld_end;
1197         /** Group ID, for group lock */
1198         __u64        cld_gid;
1199         /** Lock mode. */
1200         enum cl_lock_mode cld_mode;
1201         /**
1202          * flags to enqueue lock. A combination of bit-flags from
1203          * enum cl_enq_flags.
1204          */
1205         __u32        cld_enq_flags;
1206 };
1207
1208 #define DDESCR "%s(%d):[%lu, %lu]:%x"
1209 #define PDESCR(descr)                                              \
1210         cl_lock_mode_name((descr)->cld_mode), (descr)->cld_mode,        \
1211         (descr)->cld_start, (descr)->cld_end, (descr)->cld_enq_flags
1212
1213 const char *cl_lock_mode_name(const enum cl_lock_mode mode);
1214
1215 /**
1216  * Layered client lock.
1217  */
1218 struct cl_lock {
1219         /** List of slices. Immutable after creation. */
1220         struct list_head            cll_layers;
1221         /** lock attribute, extent, cl_object, etc. */
1222         struct cl_lock_descr  cll_descr;
1223 };
1224
1225 /**
1226  * Per-layer part of cl_lock
1227  *
1228  * \see vvp_lock, lov_lock, lovsub_lock, osc_lock
1229  */
1230 struct cl_lock_slice {
1231         struct cl_lock            *cls_lock;
1232         /** Object slice corresponding to this lock slice. Immutable after
1233          * creation.
1234          */
1235         struct cl_object                *cls_obj;
1236         const struct cl_lock_operations *cls_ops;
1237         /** Linkage into cl_lock::cll_layers. Immutable after creation. */
1238         struct list_head                       cls_linkage;
1239 };
1240
1241 /**
1242  *
1243  * \see vvp_lock_ops, lov_lock_ops, lovsub_lock_ops, osc_lock_ops
1244  */
1245 struct cl_lock_operations {
1246         /** @{ */
1247         /**
1248          * Attempts to enqueue the lock. Called top-to-bottom.
1249          *
1250          * \retval 0    this layer has enqueued the lock successfully
1251          * \retval >0   this layer has enqueued the lock, but need to wait on
1252          *              @anchor for resources
1253          * \retval -ve  failure
1254          *
1255          * \see vvp_lock_enqueue(), lov_lock_enqueue(), lovsub_lock_enqueue(),
1256          * \see osc_lock_enqueue()
1257          */
1258         int  (*clo_enqueue)(const struct lu_env *env,
1259                             const struct cl_lock_slice *slice,
1260                             struct cl_io *io, struct cl_sync_io *anchor);
1261         /**
1262          * Cancel a lock, release its DLM lock ref, while does not cancel the
1263          * DLM lock
1264          */
1265         void (*clo_cancel)(const struct lu_env *env,
1266                            const struct cl_lock_slice *slice);
1267         /** @} */
1268         /**
1269          * Destructor. Frees resources and the slice.
1270          *
1271          * \see vvp_lock_fini(), lov_lock_fini(), lovsub_lock_fini(),
1272          * \see osc_lock_fini()
1273          */
1274         void (*clo_fini)(const struct lu_env *env, struct cl_lock_slice *slice);
1275         /**
1276          * Optional debugging helper. Prints given lock slice.
1277          */
1278         int (*clo_print)(const struct lu_env *env,
1279                          void *cookie, lu_printer_t p,
1280                          const struct cl_lock_slice *slice);
1281 };
1282
1283 #define CL_LOCK_DEBUG(mask, env, lock, format, ...)                  \
1284 do {                                                                \
1285         LIBCFS_DEBUG_MSG_DATA_DECL(msgdata, mask, NULL);                \
1286                                                                         \
1287         if (cfs_cdebug_show(mask, DEBUG_SUBSYSTEM)) {              \
1288                 cl_lock_print(env, &msgdata, lu_cdebug_printer, lock);  \
1289                 CDEBUG(mask, format, ## __VA_ARGS__);             \
1290         }                                                              \
1291 } while (0)
1292
1293 #define CL_LOCK_ASSERT(expr, env, lock) do {                        \
1294         if (likely(expr))                                              \
1295                 break;                                            \
1296                                                                         \
1297         CL_LOCK_DEBUG(D_ERROR, env, lock, "failed at %s.\n", #expr);    \
1298         LBUG();                                                  \
1299 } while (0)
1300
1301 /** @} cl_lock */
1302
1303 /** \addtogroup cl_page_list cl_page_list
1304  * Page list used to perform collective operations on a group of pages.
1305  *
1306  * Pages are added to the list one by one. cl_page_list acquires a reference
1307  * for every page in it. Page list is used to perform collective operations on
1308  * pages:
1309  *
1310  *     - submit pages for an immediate transfer,
1311  *
1312  *     - own pages on behalf of certain io (waiting for each page in turn),
1313  *
1314  *     - discard pages.
1315  *
1316  * When list is finalized, it releases references on all pages it still has.
1317  *
1318  * \todo XXX concurrency control.
1319  *
1320  * @{
1321  */
1322 struct cl_page_list {
1323         unsigned             pl_nr;
1324         struct list_head           pl_pages;
1325         struct task_struct      *pl_owner;
1326 };
1327
1328 /**
1329  * A 2-queue of pages. A convenience data-type for common use case, 2-queue
1330  * contains an incoming page list and an outgoing page list.
1331  */
1332 struct cl_2queue {
1333         struct cl_page_list c2_qin;
1334         struct cl_page_list c2_qout;
1335 };
1336
1337 /** @} cl_page_list */
1338
1339 /** \addtogroup cl_io cl_io
1340  * @{
1341  */
1342 /** \struct cl_io
1343  * I/O
1344  *
1345  * cl_io represents a high level I/O activity like
1346  * read(2)/write(2)/truncate(2) system call, or cancellation of an extent
1347  * lock.
1348  *
1349  * cl_io is a layered object, much like cl_{object,page,lock} but with one
1350  * important distinction. We want to minimize number of calls to the allocator
1351  * in the fast path, e.g., in the case of read(2) when everything is cached:
1352  * client already owns the lock over region being read, and data are cached
1353  * due to read-ahead. To avoid allocation of cl_io layers in such situations,
1354  * per-layer io state is stored in the session, associated with the io, see
1355  * struct {vvp,lov,osc}_io for example. Sessions allocation is amortized
1356  * by using free-lists, see cl_env_get().
1357  *
1358  * There is a small predefined number of possible io types, enumerated in enum
1359  * cl_io_type.
1360  *
1361  * cl_io is a state machine, that can be advanced concurrently by the multiple
1362  * threads. It is up to these threads to control the concurrency and,
1363  * specifically, to detect when io is done, and its state can be safely
1364  * released.
1365  *
1366  * For read/write io overall execution plan is as following:
1367  *
1368  *     (0) initialize io state through all layers;
1369  *
1370  *     (1) loop: prepare chunk of work to do
1371  *
1372  *     (2) call all layers to collect locks they need to process current chunk
1373  *
1374  *     (3) sort all locks to avoid dead-locks, and acquire them
1375  *
1376  *     (4) process the chunk: call per-page methods
1377  *       (cl_io_operations::cio_read_page() for read,
1378  *       cl_io_operations::cio_prepare_write(),
1379  *       cl_io_operations::cio_commit_write() for write)
1380  *
1381  *     (5) release locks
1382  *
1383  *     (6) repeat loop.
1384  *
1385  * To implement the "parallel IO mode", lov layer creates sub-io's (lazily to
1386  * address allocation efficiency issues mentioned above), and returns with the
1387  * special error condition from per-page method when current sub-io has to
1388  * block. This causes io loop to be repeated, and lov switches to the next
1389  * sub-io in its cl_io_operations::cio_iter_init() implementation.
1390  */
1391
1392 /** IO types */
1393 enum cl_io_type {
1394         /** read system call */
1395         CIT_READ,
1396         /** write system call */
1397         CIT_WRITE,
1398         /** truncate, utime system calls */
1399         CIT_SETATTR,
1400         /**
1401          * page fault handling
1402          */
1403         CIT_FAULT,
1404         /**
1405          * fsync system call handling
1406          * To write out a range of file
1407          */
1408         CIT_FSYNC,
1409         /**
1410          * Miscellaneous io. This is used for occasional io activity that
1411          * doesn't fit into other types. Currently this is used for:
1412          *
1413          *     - cancellation of an extent lock. This io exists as a context
1414          *     to write dirty pages from under the lock being canceled back
1415          *     to the server;
1416          *
1417          *     - VM induced page write-out. An io context for writing page out
1418          *     for memory cleansing;
1419          *
1420          *     - glimpse. An io context to acquire glimpse lock.
1421          *
1422          *     - grouplock. An io context to acquire group lock.
1423          *
1424          * CIT_MISC io is used simply as a context in which locks and pages
1425          * are manipulated. Such io has no internal "process", that is,
1426          * cl_io_loop() is never called for it.
1427          */
1428         CIT_MISC,
1429         CIT_OP_NR
1430 };
1431
1432 /**
1433  * States of cl_io state machine
1434  */
1435 enum cl_io_state {
1436         /** Not initialized. */
1437         CIS_ZERO,
1438         /** Initialized. */
1439         CIS_INIT,
1440         /** IO iteration started. */
1441         CIS_IT_STARTED,
1442         /** Locks taken. */
1443         CIS_LOCKED,
1444         /** Actual IO is in progress. */
1445         CIS_IO_GOING,
1446         /** IO for the current iteration finished. */
1447         CIS_IO_FINISHED,
1448         /** Locks released. */
1449         CIS_UNLOCKED,
1450         /** Iteration completed. */
1451         CIS_IT_ENDED,
1452         /** cl_io finalized. */
1453         CIS_FINI
1454 };
1455
1456 /**
1457  * IO state private for a layer.
1458  *
1459  * This is usually embedded into layer session data, rather than allocated
1460  * dynamically.
1461  *
1462  * \see vvp_io, lov_io, osc_io
1463  */
1464 struct cl_io_slice {
1465         struct cl_io              *cis_io;
1466         /** corresponding object slice. Immutable after creation. */
1467         struct cl_object              *cis_obj;
1468         /** io operations. Immutable after creation. */
1469         const struct cl_io_operations *cis_iop;
1470         /**
1471          * linkage into a list of all slices for a given cl_io, hanging off
1472          * cl_io::ci_layers. Immutable after creation.
1473          */
1474         struct list_head                     cis_linkage;
1475 };
1476
1477 typedef void (*cl_commit_cbt)(const struct lu_env *, struct cl_io *,
1478                               struct cl_page *);
1479 /**
1480  * Per-layer io operations.
1481  * \see vvp_io_ops, lov_io_ops, lovsub_io_ops, osc_io_ops
1482  */
1483 struct cl_io_operations {
1484         /**
1485          * Vector of io state transition methods for every io type.
1486          *
1487          * \see cl_page_operations::io
1488          */
1489         struct {
1490                 /**
1491                  * Prepare io iteration at a given layer.
1492                  *
1493                  * Called top-to-bottom at the beginning of each iteration of
1494                  * "io loop" (if it makes sense for this type of io). Here
1495                  * layer selects what work it will do during this iteration.
1496                  *
1497                  * \see cl_io_operations::cio_iter_fini()
1498                  */
1499                 int (*cio_iter_init)(const struct lu_env *env,
1500                                      const struct cl_io_slice *slice);
1501                 /**
1502                  * Finalize io iteration.
1503                  *
1504                  * Called bottom-to-top at the end of each iteration of "io
1505                  * loop". Here layers can decide whether IO has to be
1506                  * continued.
1507                  *
1508                  * \see cl_io_operations::cio_iter_init()
1509                  */
1510                 void (*cio_iter_fini)(const struct lu_env *env,
1511                                       const struct cl_io_slice *slice);
1512                 /**
1513                  * Collect locks for the current iteration of io.
1514                  *
1515                  * Called top-to-bottom to collect all locks necessary for
1516                  * this iteration. This methods shouldn't actually enqueue
1517                  * anything, instead it should post a lock through
1518                  * cl_io_lock_add(). Once all locks are collected, they are
1519                  * sorted and enqueued in the proper order.
1520                  */
1521                 int  (*cio_lock)(const struct lu_env *env,
1522                                  const struct cl_io_slice *slice);
1523                 /**
1524                  * Finalize unlocking.
1525                  *
1526                  * Called bottom-to-top to finish layer specific unlocking
1527                  * functionality, after generic code released all locks
1528                  * acquired by cl_io_operations::cio_lock().
1529                  */
1530                 void  (*cio_unlock)(const struct lu_env *env,
1531                                     const struct cl_io_slice *slice);
1532                 /**
1533                  * Start io iteration.
1534                  *
1535                  * Once all locks are acquired, called top-to-bottom to
1536                  * commence actual IO. In the current implementation,
1537                  * top-level vvp_io_{read,write}_start() does all the work
1538                  * synchronously by calling generic_file_*(), so other layers
1539                  * are called when everything is done.
1540                  */
1541                 int  (*cio_start)(const struct lu_env *env,
1542                                   const struct cl_io_slice *slice);
1543                 /**
1544                  * Called top-to-bottom at the end of io loop. Here layer
1545                  * might wait for an unfinished asynchronous io.
1546                  */
1547                 void (*cio_end)(const struct lu_env *env,
1548                                 const struct cl_io_slice *slice);
1549                 /**
1550                  * Called bottom-to-top to notify layers that read/write IO
1551                  * iteration finished, with \a nob bytes transferred.
1552                  */
1553                 void (*cio_advance)(const struct lu_env *env,
1554                                     const struct cl_io_slice *slice,
1555                                     size_t nob);
1556                 /**
1557                  * Called once per io, bottom-to-top to release io resources.
1558                  */
1559                 void (*cio_fini)(const struct lu_env *env,
1560                                  const struct cl_io_slice *slice);
1561         } op[CIT_OP_NR];
1562
1563                 /**
1564                  * Submit pages from \a queue->c2_qin for IO, and move
1565                  * successfully submitted pages into \a queue->c2_qout. Return
1566                  * non-zero if failed to submit even the single page. If
1567                  * submission failed after some pages were moved into \a
1568                  * queue->c2_qout, completion callback with non-zero ioret is
1569                  * executed on them.
1570                  */
1571                 int  (*cio_submit)(const struct lu_env *env,
1572                                    const struct cl_io_slice *slice,
1573                                    enum cl_req_type crt,
1574                                    struct cl_2queue *queue);
1575         /**
1576          * Queue async page for write.
1577          * The difference between cio_submit and cio_queue is that
1578          * cio_submit is for urgent request.
1579          */
1580         int  (*cio_commit_async)(const struct lu_env *env,
1581                                  const struct cl_io_slice *slice,
1582                                  struct cl_page_list *queue, int from, int to,
1583                                  cl_commit_cbt cb);
1584         /**
1585          * Read missing page.
1586          *
1587          * Called by a top-level cl_io_operations::op[CIT_READ]::cio_start()
1588          * method, when it hits not-up-to-date page in the range. Optional.
1589          *
1590          * \pre io->ci_type == CIT_READ
1591          */
1592         int (*cio_read_page)(const struct lu_env *env,
1593                              const struct cl_io_slice *slice,
1594                              const struct cl_page_slice *page);
1595         /**
1596          * Optional debugging helper. Print given io slice.
1597          */
1598         int (*cio_print)(const struct lu_env *env, void *cookie,
1599                          lu_printer_t p, const struct cl_io_slice *slice);
1600 };
1601
1602 /**
1603  * Flags to lock enqueue procedure.
1604  * \ingroup cl_lock
1605  */
1606 enum cl_enq_flags {
1607         /**
1608          * instruct server to not block, if conflicting lock is found. Instead
1609          * -EWOULDBLOCK is returned immediately.
1610          */
1611         CEF_NONBLOCK     = 0x00000001,
1612         /**
1613          * take lock asynchronously (out of order), as it cannot
1614          * deadlock. This is for LDLM_FL_HAS_INTENT locks used for glimpsing.
1615          */
1616         CEF_ASYNC       = 0x00000002,
1617         /**
1618          * tell the server to instruct (though a flag in the blocking ast) an
1619          * owner of the conflicting lock, that it can drop dirty pages
1620          * protected by this lock, without sending them to the server.
1621          */
1622         CEF_DISCARD_DATA = 0x00000004,
1623         /**
1624          * tell the sub layers that it must be a `real' lock. This is used for
1625          * mmapped-buffer locks and glimpse locks that must be never converted
1626          * into lockless mode.
1627          *
1628          * \see vvp_mmap_locks(), cl_glimpse_lock().
1629          */
1630         CEF_MUST         = 0x00000008,
1631         /**
1632          * tell the sub layers that never request a `real' lock. This flag is
1633          * not used currently.
1634          *
1635          * cl_io::ci_lockreq and CEF_{MUST,NEVER} flags specify lockless
1636          * conversion policy: ci_lockreq describes generic information of lock
1637          * requirement for this IO, especially for locks which belong to the
1638          * object doing IO; however, lock itself may have precise requirements
1639          * that are described by the enqueue flags.
1640          */
1641         CEF_NEVER       = 0x00000010,
1642         /**
1643          * for async glimpse lock.
1644          */
1645         CEF_AGL   = 0x00000020,
1646         /**
1647          * enqueue a lock to test DLM lock existence.
1648          */
1649         CEF_PEEK        = 0x00000040,
1650         /**
1651          * mask of enq_flags.
1652          */
1653         CEF_MASK         = 0x0000007f,
1654 };
1655
1656 /**
1657  * Link between lock and io. Intermediate structure is needed, because the
1658  * same lock can be part of multiple io's simultaneously.
1659  */
1660 struct cl_io_lock_link {
1661         /** linkage into one of cl_lockset lists. */
1662         struct list_head           cill_linkage;
1663         struct cl_lock          cill_lock;
1664         /** optional destructor */
1665         void           (*cill_fini)(const struct lu_env *env,
1666                                     struct cl_io_lock_link *link);
1667 };
1668 #define cill_descr      cill_lock.cll_descr
1669
1670 /**
1671  * Lock-set represents a collection of locks, that io needs at a
1672  * time. Generally speaking, client tries to avoid holding multiple locks when
1673  * possible, because
1674  *
1675  *      - holding extent locks over multiple ost's introduces the danger of
1676  *      "cascading timeouts";
1677  *
1678  *      - holding multiple locks over the same ost is still dead-lock prone,
1679  *      see comment in osc_lock_enqueue(),
1680  *
1681  * but there are certain situations where this is unavoidable:
1682  *
1683  *      - O_APPEND writes have to take [0, EOF] lock for correctness;
1684  *
1685  *      - truncate has to take [new-size, EOF] lock for correctness;
1686  *
1687  *      - SNS has to take locks across full stripe for correctness;
1688  *
1689  *      - in the case when user level buffer, supplied to {read,write}(file0),
1690  *      is a part of a memory mapped lustre file, client has to take a dlm
1691  *      locks on file0, and all files that back up the buffer (or a part of
1692  *      the buffer, that is being processed in the current chunk, in any
1693  *      case, there are situations where at least 2 locks are necessary).
1694  *
1695  * In such cases we at least try to take locks in the same consistent
1696  * order. To this end, all locks are first collected, then sorted, and then
1697  * enqueued.
1698  */
1699 struct cl_lockset {
1700         /** locks to be acquired. */
1701         struct list_head  cls_todo;
1702         /** locks acquired. */
1703         struct list_head  cls_done;
1704 };
1705
1706 /**
1707  * Lock requirements(demand) for IO. It should be cl_io_lock_req,
1708  * but 'req' is always to be thought as 'request' :-)
1709  */
1710 enum cl_io_lock_dmd {
1711         /** Always lock data (e.g., O_APPEND). */
1712         CILR_MANDATORY = 0,
1713         /** Layers are free to decide between local and global locking. */
1714         CILR_MAYBE,
1715         /** Never lock: there is no cache (e.g., lockless IO). */
1716         CILR_NEVER
1717 };
1718
1719 enum cl_fsync_mode {
1720         /** start writeback, do not wait for them to finish */
1721         CL_FSYNC_NONE  = 0,
1722         /** start writeback and wait for them to finish */
1723         CL_FSYNC_LOCAL = 1,
1724         /** discard all of dirty pages in a specific file range */
1725         CL_FSYNC_DISCARD = 2,
1726         /** start writeback and make sure they have reached storage before
1727          * return. OST_SYNC RPC must be issued and finished
1728          */
1729         CL_FSYNC_ALL   = 3
1730 };
1731
1732 struct cl_io_rw_common {
1733         loff_t      crw_pos;
1734         size_t      crw_count;
1735         int      crw_nonblock;
1736 };
1737
1738 /**
1739  * State for io.
1740  *
1741  * cl_io is shared by all threads participating in this IO (in current
1742  * implementation only one thread advances IO, but parallel IO design and
1743  * concurrent copy_*_user() require multiple threads acting on the same IO. It
1744  * is up to these threads to serialize their activities, including updates to
1745  * mutable cl_io fields.
1746  */
1747 struct cl_io {
1748         /** type of this IO. Immutable after creation. */
1749         enum cl_io_type         ci_type;
1750         /** current state of cl_io state machine. */
1751         enum cl_io_state               ci_state;
1752         /** main object this io is against. Immutable after creation. */
1753         struct cl_object              *ci_obj;
1754         /**
1755          * Upper layer io, of which this io is a part of. Immutable after
1756          * creation.
1757          */
1758         struct cl_io              *ci_parent;
1759         /** List of slices. Immutable after creation. */
1760         struct list_head                     ci_layers;
1761         /** list of locks (to be) acquired by this io. */
1762         struct cl_lockset             ci_lockset;
1763         /** lock requirements, this is just a help info for sublayers. */
1764         enum cl_io_lock_dmd         ci_lockreq;
1765         union {
1766                 struct cl_rd_io {
1767                         struct cl_io_rw_common rd;
1768                 } ci_rd;
1769                 struct cl_wr_io {
1770                         struct cl_io_rw_common wr;
1771                         int                 wr_append;
1772                         int                 wr_sync;
1773                 } ci_wr;
1774                 struct cl_io_rw_common ci_rw;
1775                 struct cl_setattr_io {
1776                         struct ost_lvb   sa_attr;
1777                         unsigned int     sa_valid;
1778                 } ci_setattr;
1779                 struct cl_fault_io {
1780                         /** page index within file. */
1781                         pgoff_t  ft_index;
1782                         /** bytes valid byte on a faulted page. */
1783                         int          ft_nob;
1784                         /** writable page? for nopage() only */
1785                         int          ft_writable;
1786                         /** page of an executable? */
1787                         int          ft_executable;
1788                         /** page_mkwrite() */
1789                         int          ft_mkwrite;
1790                         /** resulting page */
1791                         struct cl_page *ft_page;
1792                 } ci_fault;
1793                 struct cl_fsync_io {
1794                         loff_t       fi_start;
1795                         loff_t       fi_end;
1796                         /** file system level fid */
1797                         struct lu_fid     *fi_fid;
1798                         enum cl_fsync_mode fi_mode;
1799                         /* how many pages were written/discarded */
1800                         unsigned int       fi_nr_written;
1801                 } ci_fsync;
1802         } u;
1803         struct cl_2queue     ci_queue;
1804         size_t         ci_nob;
1805         int               ci_result;
1806         unsigned int     ci_continue:1,
1807         /**
1808          * This io has held grouplock, to inform sublayers that
1809          * don't do lockless i/o.
1810          */
1811                              ci_no_srvlock:1,
1812         /**
1813          * The whole IO need to be restarted because layout has been changed
1814          */
1815                              ci_need_restart:1,
1816         /**
1817          * to not refresh layout - the IO issuer knows that the layout won't
1818          * change(page operations, layout change causes all page to be
1819          * discarded), or it doesn't matter if it changes(sync).
1820          */
1821                              ci_ignore_layout:1,
1822         /**
1823          * Check if layout changed after the IO finishes. Mainly for HSM
1824          * requirement. If IO occurs to openning files, it doesn't need to
1825          * verify layout because HSM won't release openning files.
1826          * Right now, only two operations need to verify layout: glimpse
1827          * and setattr.
1828          */
1829                              ci_verify_layout:1,
1830         /**
1831          * file is released, restore has to to be triggered by vvp layer
1832          */
1833                              ci_restore_needed:1,
1834         /**
1835          * O_NOATIME
1836          */
1837                              ci_noatime:1;
1838         /**
1839          * Number of pages owned by this IO. For invariant checking.
1840          */
1841         unsigned             ci_owned_nr;
1842 };
1843
1844 /** @} cl_io */
1845
1846 /** \addtogroup cl_req cl_req
1847  * @{
1848  */
1849 /** \struct cl_req
1850  * Transfer.
1851  *
1852  * There are two possible modes of transfer initiation on the client:
1853  *
1854  *     - immediate transfer: this is started when a high level io wants a page
1855  *       or a collection of pages to be transferred right away. Examples:
1856  *       read-ahead, synchronous read in the case of non-page aligned write,
1857  *       page write-out as a part of extent lock cancellation, page write-out
1858  *       as a part of memory cleansing. Immediate transfer can be both
1859  *       cl_req_type::CRT_READ and cl_req_type::CRT_WRITE;
1860  *
1861  *     - opportunistic transfer (cl_req_type::CRT_WRITE only), that happens
1862  *       when io wants to transfer a page to the server some time later, when
1863  *       it can be done efficiently. Example: pages dirtied by the write(2)
1864  *       path.
1865  *
1866  * In any case, transfer takes place in the form of a cl_req, which is a
1867  * representation for a network RPC.
1868  *
1869  * Pages queued for an opportunistic transfer are cached until it is decided
1870  * that efficient RPC can be composed of them. This decision is made by "a
1871  * req-formation engine", currently implemented as a part of osc
1872  * layer. Req-formation depends on many factors: the size of the resulting
1873  * RPC, whether or not multi-object RPCs are supported by the server,
1874  * max-rpc-in-flight limitations, size of the dirty cache, etc.
1875  *
1876  * For the immediate transfer io submits a cl_page_list, that req-formation
1877  * engine slices into cl_req's, possibly adding cached pages to some of
1878  * the resulting req's.
1879  *
1880  * Whenever a page from cl_page_list is added to a newly constructed req, its
1881  * cl_page_operations::cpo_prep() layer methods are called. At that moment,
1882  * page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_OWNED to
1883  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT or cl_page_state::CPS_PAGEIN, cl_page::cp_owner
1884  * is zeroed, and cl_page::cp_req is set to the
1885  * req. cl_page_operations::cpo_prep() method at the particular layer might
1886  * return -EALREADY to indicate that it does not need to submit this page
1887  * at all. This is possible, for example, if page, submitted for read,
1888  * became up-to-date in the meantime; and for write, the page don't have
1889  * dirty bit marked. \see cl_io_submit_rw()
1890  *
1891  * Whenever a cached page is added to a newly constructed req, its
1892  * cl_page_operations::cpo_make_ready() layer methods are called. At that
1893  * moment, page state is atomically changed from cl_page_state::CPS_CACHED to
1894  * cl_page_state::CPS_PAGEOUT, and cl_page::cp_req is set to
1895  * req. cl_page_operations::cpo_make_ready() method at the particular layer
1896  * might return -EAGAIN to indicate that this page is not eligible for the
1897  * transfer right now.
1898  *
1899  * FUTURE
1900  *
1901  * Plan is to divide transfers into "priority bands" (indicated when
1902  * submitting cl_page_list, and queuing a page for the opportunistic transfer)
1903  * and allow glueing of cached pages to immediate transfers only within single
1904  * band. This would make high priority transfers (like lock cancellation or
1905  * memory pressure induced write-out) really high priority.
1906  *
1907  */
1908
1909 /**
1910  * Per-transfer attributes.
1911  */
1912 struct cl_req_attr {
1913         /** Generic attributes for the server consumption. */
1914         struct obdo     *cra_oa;
1915         /** Jobid */
1916         char             cra_jobid[JOBSTATS_JOBID_SIZE];
1917 };
1918
1919 /**
1920  * Transfer request operations definable at every layer.
1921  *
1922  * Concurrency: transfer formation engine synchronizes calls to all transfer
1923  * methods.
1924  */
1925 struct cl_req_operations {
1926         /**
1927          * Invoked top-to-bottom by cl_req_prep() when transfer formation is
1928          * complete (all pages are added).
1929          *
1930          * \see osc_req_prep()
1931          */
1932         int  (*cro_prep)(const struct lu_env *env,
1933                          const struct cl_req_slice *slice);
1934         /**
1935          * Called top-to-bottom to fill in \a oa fields. This is called twice
1936          * with different flags, see bug 10150 and osc_build_req().
1937          *
1938          * \param obj an object from cl_req which attributes are to be set in
1939          *          \a oa.
1940          *
1941          * \param oa struct obdo where attributes are placed
1942          *
1943          * \param flags \a oa fields to be filled.
1944          */
1945         void (*cro_attr_set)(const struct lu_env *env,
1946                              const struct cl_req_slice *slice,
1947                              const struct cl_object *obj,
1948                              struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
1949         /**
1950          * Called top-to-bottom from cl_req_completion() to notify layers that
1951          * transfer completed. Has to free all state allocated by
1952          * cl_device_operations::cdo_req_init().
1953          */
1954         void (*cro_completion)(const struct lu_env *env,
1955                                const struct cl_req_slice *slice, int ioret);
1956 };
1957
1958 /**
1959  * A per-object state that (potentially multi-object) transfer request keeps.
1960  */
1961 struct cl_req_obj {
1962         /** object itself */
1963         struct cl_object   *ro_obj;
1964         /** reference to cl_req_obj::ro_obj. For debugging. */
1965         struct lu_ref_link  ro_obj_ref;
1966         /* something else? Number of pages for a given object? */
1967 };
1968
1969 /**
1970  * Transfer request.
1971  *
1972  * Transfer requests are not reference counted, because IO sub-system owns
1973  * them exclusively and knows when to free them.
1974  *
1975  * Life cycle.
1976  *
1977  * cl_req is created by cl_req_alloc() that calls
1978  * cl_device_operations::cdo_req_init() device methods to allocate per-req
1979  * state in every layer.
1980  *
1981  * Then pages are added (cl_req_page_add()), req keeps track of all objects it
1982  * contains pages for.
1983  *
1984  * Once all pages were collected, cl_page_operations::cpo_prep() method is
1985  * called top-to-bottom. At that point layers can modify req, let it pass, or
1986  * deny it completely. This is to support things like SNS that have transfer
1987  * ordering requirements invisible to the individual req-formation engine.
1988  *
1989  * On transfer completion (or transfer timeout, or failure to initiate the
1990  * transfer of an allocated req), cl_req_operations::cro_completion() method
1991  * is called, after execution of cl_page_operations::cpo_completion() of all
1992  * req's pages.
1993  */
1994 struct cl_req {
1995         enum cl_req_type      crq_type;
1996         /** A list of pages being transferred */
1997         struct list_head            crq_pages;
1998         /** Number of pages in cl_req::crq_pages */
1999         unsigned              crq_nrpages;
2000         /** An array of objects which pages are in ->crq_pages */
2001         struct cl_req_obj    *crq_o;
2002         /** Number of elements in cl_req::crq_objs[] */
2003         unsigned              crq_nrobjs;
2004         struct list_head            crq_layers;
2005 };
2006
2007 /**
2008  * Per-layer state for request.
2009  */
2010 struct cl_req_slice {
2011         struct cl_req    *crs_req;
2012         struct cl_device *crs_dev;
2013         struct list_head        crs_linkage;
2014         const struct cl_req_operations *crs_ops;
2015 };
2016
2017 /* @} cl_req */
2018
2019 enum cache_stats_item {
2020         /** how many cache lookups were performed */
2021         CS_lookup = 0,
2022         /** how many times cache lookup resulted in a hit */
2023         CS_hit,
2024         /** how many entities are in the cache right now */
2025         CS_total,
2026         /** how many entities in the cache are actively used (and cannot be
2027          * evicted) right now
2028          */
2029         CS_busy,
2030         /** how many entities were created at all */
2031         CS_create,
2032         CS_NR
2033 };
2034
2035 #define CS_NAMES { "lookup", "hit", "total", "busy", "create" }
2036
2037 /**
2038  * Stats for a generic cache (similar to inode, lu_object, etc. caches).
2039  */
2040 struct cache_stats {
2041         const char    *cs_name;
2042         atomic_t   cs_stats[CS_NR];
2043 };
2044
2045 /** These are not exported so far */
2046 void cache_stats_init(struct cache_stats *cs, const char *name);
2047
2048 /**
2049  * Client-side site. This represents particular client stack. "Global"
2050  * variables should (directly or indirectly) be added here to allow multiple
2051  * clients to co-exist in the single address space.
2052  */
2053 struct cl_site {
2054         struct lu_site  cs_lu;
2055         /**
2056          * Statistical counters. Atomics do not scale, something better like
2057          * per-cpu counters is needed.
2058          *
2059          * These are exported as /sys/kernel/debug/lustre/llite/.../site
2060          *
2061          * When interpreting keep in mind that both sub-locks (and sub-pages)
2062          * and top-locks (and top-pages) are accounted here.
2063          */
2064         struct cache_stats    cs_pages;
2065         atomic_t          cs_pages_state[CPS_NR];
2066 };
2067
2068 int  cl_site_init(struct cl_site *s, struct cl_device *top);
2069 void cl_site_fini(struct cl_site *s);
2070 void cl_stack_fini(const struct lu_env *env, struct cl_device *cl);
2071
2072 /**
2073  * Output client site statistical counters into a buffer. Suitable for
2074  * ll_rd_*()-style functions.
2075  */
2076 int cl_site_stats_print(const struct cl_site *site, struct seq_file *m);
2077
2078 /**
2079  * \name helpers
2080  *
2081  * Type conversion and accessory functions.
2082  */
2083 /** @{ */
2084
2085 static inline struct cl_site *lu2cl_site(const struct lu_site *site)
2086 {
2087         return container_of(site, struct cl_site, cs_lu);
2088 }
2089
2090 static inline int lu_device_is_cl(const struct lu_device *d)
2091 {
2092         return d->ld_type->ldt_tags & LU_DEVICE_CL;
2093 }
2094
2095 static inline struct cl_device *lu2cl_dev(const struct lu_device *d)
2096 {
2097         LASSERT(!d || IS_ERR(d) || lu_device_is_cl(d));
2098         return container_of0(d, struct cl_device, cd_lu_dev);
2099 }
2100
2101 static inline struct lu_device *cl2lu_dev(struct cl_device *d)
2102 {
2103         return &d->cd_lu_dev;
2104 }
2105
2106 static inline struct cl_object *lu2cl(const struct lu_object *o)
2107 {
2108         LASSERT(!o || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->lo_dev));
2109         return container_of0(o, struct cl_object, co_lu);
2110 }
2111
2112 static inline const struct cl_object_conf *
2113 lu2cl_conf(const struct lu_object_conf *conf)
2114 {
2115         return container_of0(conf, struct cl_object_conf, coc_lu);
2116 }
2117
2118 static inline struct cl_object *cl_object_next(const struct cl_object *obj)
2119 {
2120         return obj ? lu2cl(lu_object_next(&obj->co_lu)) : NULL;
2121 }
2122
2123 static inline struct cl_device *cl_object_device(const struct cl_object *o)
2124 {
2125         LASSERT(!o || IS_ERR(o) || lu_device_is_cl(o->co_lu.lo_dev));
2126         return container_of0(o->co_lu.lo_dev, struct cl_device, cd_lu_dev);
2127 }
2128
2129 static inline struct cl_object_header *luh2coh(const struct lu_object_header *h)
2130 {
2131         return container_of0(h, struct cl_object_header, coh_lu);
2132 }
2133
2134 static inline struct cl_site *cl_object_site(const struct cl_object *obj)
2135 {
2136         return lu2cl_site(obj->co_lu.lo_dev->ld_site);
2137 }
2138
2139 static inline
2140 struct cl_object_header *cl_object_header(const struct cl_object *obj)
2141 {
2142         return luh2coh(obj->co_lu.lo_header);
2143 }
2144
2145 static inline int cl_device_init(struct cl_device *d, struct lu_device_type *t)
2146 {
2147         return lu_device_init(&d->cd_lu_dev, t);
2148 }
2149
2150 static inline void cl_device_fini(struct cl_device *d)
2151 {
2152         lu_device_fini(&d->cd_lu_dev);
2153 }
2154
2155 void cl_page_slice_add(struct cl_page *page, struct cl_page_slice *slice,
2156                        struct cl_object *obj, pgoff_t index,
2157                        const struct cl_page_operations *ops);
2158 void cl_lock_slice_add(struct cl_lock *lock, struct cl_lock_slice *slice,
2159                        struct cl_object *obj,
2160                        const struct cl_lock_operations *ops);
2161 void cl_io_slice_add(struct cl_io *io, struct cl_io_slice *slice,
2162                      struct cl_object *obj, const struct cl_io_operations *ops);
2163 void cl_req_slice_add(struct cl_req *req, struct cl_req_slice *slice,
2164                       struct cl_device *dev,
2165                       const struct cl_req_operations *ops);
2166 /** @} helpers */
2167
2168 /** \defgroup cl_object cl_object
2169  * @{
2170  */
2171 struct cl_object *cl_object_top(struct cl_object *o);
2172 struct cl_object *cl_object_find(const struct lu_env *env, struct cl_device *cd,
2173                                  const struct lu_fid *fid,
2174                                  const struct cl_object_conf *c);
2175
2176 int  cl_object_header_init(struct cl_object_header *h);
2177 void cl_object_put(const struct lu_env *env, struct cl_object *o);
2178 void cl_object_get(struct cl_object *o);
2179 void cl_object_attr_lock(struct cl_object *o);
2180 void cl_object_attr_unlock(struct cl_object *o);
2181 int  cl_object_attr_get(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2182                         struct cl_attr *attr);
2183 int  cl_object_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2184                         const struct cl_attr *attr, unsigned valid);
2185 int  cl_object_glimpse(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2186                        struct ost_lvb *lvb);
2187 int  cl_conf_set(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2188                  const struct cl_object_conf *conf);
2189 int cl_object_prune(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2190 void cl_object_kill(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2191
2192 /**
2193  * Returns true, iff \a o0 and \a o1 are slices of the same object.
2194  */
2195 static inline int cl_object_same(struct cl_object *o0, struct cl_object *o1)
2196 {
2197         return cl_object_header(o0) == cl_object_header(o1);
2198 }
2199
2200 static inline void cl_object_page_init(struct cl_object *clob, int size)
2201 {
2202         clob->co_slice_off = cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize;
2203         cl_object_header(clob)->coh_page_bufsize += cfs_size_round(size);
2204 }
2205
2206 static inline void *cl_object_page_slice(struct cl_object *clob,
2207                                          struct cl_page *page)
2208 {
2209         return (void *)((char *)page + clob->co_slice_off);
2210 }
2211
2212 /**
2213  * Return refcount of cl_object.
2214  */
2215 static inline int cl_object_refc(struct cl_object *clob)
2216 {
2217         struct lu_object_header *header = clob->co_lu.lo_header;
2218
2219         return atomic_read(&header->loh_ref);
2220 }
2221
2222 /** @} cl_object */
2223
2224 /** \defgroup cl_page cl_page
2225  * @{
2226  */
2227 enum {
2228         CLP_GANG_OKAY = 0,
2229         CLP_GANG_RESCHED,
2230         CLP_GANG_AGAIN,
2231         CLP_GANG_ABORT
2232 };
2233
2234 /* callback of cl_page_gang_lookup() */
2235 struct cl_page *cl_page_find(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
2236                              pgoff_t idx, struct page *vmpage,
2237                              enum cl_page_type type);
2238 struct cl_page *cl_page_alloc(const struct lu_env *env,
2239                               struct cl_object *o, pgoff_t ind,
2240                               struct page *vmpage,
2241                               enum cl_page_type type);
2242 void cl_page_get(struct cl_page *page);
2243 void cl_page_put(const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2244 void cl_page_print(const struct lu_env *env, void *cookie, lu_printer_t printer,
2245                    const struct cl_page *pg);
2246 void cl_page_header_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2247                           lu_printer_t printer, const struct cl_page *pg);
2248 struct cl_page *cl_vmpage_page(struct page *vmpage, struct cl_object *obj);
2249
2250 const struct cl_page_slice *cl_page_at(const struct cl_page *page,
2251                                        const struct lu_device_type *dtype);
2252
2253 /**
2254  * \name ownership
2255  *
2256  * Functions dealing with the ownership of page by io.
2257  */
2258 /** @{ */
2259
2260 int cl_page_own(const struct lu_env *env,
2261                 struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2262 int cl_page_own_try(const struct lu_env *env,
2263                     struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2264 void cl_page_assume(const struct lu_env *env,
2265                     struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2266 void cl_page_unassume(const struct lu_env *env,
2267                       struct cl_io *io, struct cl_page *pg);
2268 void cl_page_disown(const struct lu_env *env,
2269                     struct cl_io *io, struct cl_page *page);
2270 int cl_page_is_owned(const struct cl_page *pg, const struct cl_io *io);
2271
2272 /** @} ownership */
2273
2274 /**
2275  * \name transfer
2276  *
2277  * Functions dealing with the preparation of a page for a transfer, and
2278  * tracking transfer state.
2279  */
2280 /** @{ */
2281 int cl_page_prep(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2282                  struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2283 void cl_page_completion(const struct lu_env *env,
2284                         struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt, int ioret);
2285 int cl_page_make_ready(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2286                        enum cl_req_type crt);
2287 int cl_page_cache_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2288                       struct cl_page *pg, enum cl_req_type crt);
2289 void cl_page_clip(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg,
2290                   int from, int to);
2291 int cl_page_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2292 int cl_page_flush(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2293                   struct cl_page *pg);
2294
2295 /** @} transfer */
2296
2297 /**
2298  * \name helper routines
2299  * Functions to discard, delete and export a cl_page.
2300  */
2301 /** @{ */
2302 void cl_page_discard(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2303                      struct cl_page *pg);
2304 void cl_page_delete(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg);
2305 int cl_page_is_vmlocked(const struct lu_env *env, const struct cl_page *pg);
2306 void cl_page_export(const struct lu_env *env, struct cl_page *pg, int uptodate);
2307 int cl_page_is_under_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2308                           struct cl_page *page, pgoff_t *max_index);
2309 loff_t cl_offset(const struct cl_object *obj, pgoff_t idx);
2310 pgoff_t cl_index(const struct cl_object *obj, loff_t offset);
2311 int cl_page_size(const struct cl_object *obj);
2312 int cl_pages_prune(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj);
2313
2314 void cl_lock_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2315                    lu_printer_t printer, const struct cl_lock *lock);
2316 void cl_lock_descr_print(const struct lu_env *env, void *cookie,
2317                          lu_printer_t printer,
2318                          const struct cl_lock_descr *descr);
2319 /* @} helper */
2320
2321 /**
2322  * Data structure managing a client's cached pages. A count of
2323  * "unstable" pages is maintained, and an LRU of clean pages is
2324  * maintained. "unstable" pages are pages pinned by the ptlrpc
2325  * layer for recovery purposes.
2326  */
2327 struct cl_client_cache {
2328         /**
2329          * # of users (OSCs)
2330          */
2331         atomic_t                ccc_users;
2332         /**
2333          * # of threads are doing shrinking
2334          */
2335         unsigned int            ccc_lru_shrinkers;
2336         /**
2337          * # of LRU entries available
2338          */
2339         atomic_t                ccc_lru_left;
2340         /**
2341          * List of entities(OSCs) for this LRU cache
2342          */
2343         struct list_head        ccc_lru;
2344         /**
2345          * Max # of LRU entries
2346          */
2347         unsigned long           ccc_lru_max;
2348         /**
2349          * Lock to protect ccc_lru list
2350          */
2351         spinlock_t              ccc_lru_lock;
2352         /**
2353          * # of unstable pages for this mount point
2354          */
2355         atomic_t                ccc_unstable_nr;
2356         /**
2357          * Waitq for awaiting unstable pages to reach zero.
2358          * Used at umounting time and signaled on BRW commit
2359          */
2360         wait_queue_head_t       ccc_unstable_waitq;
2361
2362 };
2363
2364 /** @} cl_page */
2365
2366 /** \defgroup cl_lock cl_lock
2367  * @{
2368  */
2369
2370 int cl_lock_request(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2371                     struct cl_lock *lock);
2372 int cl_lock_init(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock,
2373                  const struct cl_io *io);
2374 void cl_lock_fini(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2375 const struct cl_lock_slice *cl_lock_at(const struct cl_lock *lock,
2376                                        const struct lu_device_type *dtype);
2377 void cl_lock_release(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2378 int cl_lock_enqueue(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2379                     struct cl_lock *lock, struct cl_sync_io *anchor);
2380 void cl_lock_cancel(const struct lu_env *env, struct cl_lock *lock);
2381
2382 /** @} cl_lock */
2383
2384 /** \defgroup cl_io cl_io
2385  * @{
2386  */
2387
2388 int cl_io_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2389                enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2390 int cl_io_sub_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2391                    enum cl_io_type iot, struct cl_object *obj);
2392 int cl_io_rw_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2393                   enum cl_io_type iot, loff_t pos, size_t count);
2394 int cl_io_loop(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2395
2396 void cl_io_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2397 int cl_io_iter_init(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2398 void cl_io_iter_fini(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2399 int cl_io_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2400 void cl_io_unlock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2401 int cl_io_start(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2402 void cl_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_io *io);
2403 int cl_io_lock_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2404                    struct cl_io_lock_link *link);
2405 int cl_io_lock_alloc_add(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2406                          struct cl_lock_descr *descr);
2407 int cl_io_read_page(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2408                     struct cl_page *page);
2409 int cl_io_submit_rw(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2410                     enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue);
2411 int cl_io_submit_sync(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2412                       enum cl_req_type iot, struct cl_2queue *queue,
2413                       long timeout);
2414 int cl_io_commit_async(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
2415                        struct cl_page_list *queue, int from, int to,
2416                        cl_commit_cbt cb);
2417 int cl_io_is_going(const struct lu_env *env);
2418
2419 /**
2420  * True, iff \a io is an O_APPEND write(2).
2421  */
2422 static inline int cl_io_is_append(const struct cl_io *io)
2423 {
2424         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_append;
2425 }
2426
2427 static inline int cl_io_is_sync_write(const struct cl_io *io)
2428 {
2429         return io->ci_type == CIT_WRITE && io->u.ci_wr.wr_sync;
2430 }
2431
2432 static inline int cl_io_is_mkwrite(const struct cl_io *io)
2433 {
2434         return io->ci_type == CIT_FAULT && io->u.ci_fault.ft_mkwrite;
2435 }
2436
2437 /**
2438  * True, iff \a io is a truncate(2).
2439  */
2440 static inline int cl_io_is_trunc(const struct cl_io *io)
2441 {
2442         return io->ci_type == CIT_SETATTR &&
2443                 (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_SIZE);
2444 }
2445
2446 struct cl_io *cl_io_top(struct cl_io *io);
2447
2448 #define CL_IO_SLICE_CLEAN(foo_io, base)                                 \
2449 do {                                                                    \
2450         typeof(foo_io) __foo_io = (foo_io);                             \
2451                                                                         \
2452         CLASSERT(offsetof(typeof(*__foo_io), base) == 0);               \
2453         memset(&__foo_io->base + 1, 0,                                  \
2454                sizeof(*__foo_io) - sizeof(__foo_io->base));             \
2455 } while (0)
2456
2457 /** @} cl_io */
2458
2459 /** \defgroup cl_page_list cl_page_list
2460  * @{
2461  */
2462
2463 /**
2464  * Last page in the page list.
2465  */
2466 static inline struct cl_page *cl_page_list_last(struct cl_page_list *plist)
2467 {
2468         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2469         return list_entry(plist->pl_pages.prev, struct cl_page, cp_batch);
2470 }
2471
2472 static inline struct cl_page *cl_page_list_first(struct cl_page_list *plist)
2473 {
2474         LASSERT(plist->pl_nr > 0);
2475         return list_entry(plist->pl_pages.next, struct cl_page, cp_batch);
2476 }
2477
2478 /**
2479  * Iterate over pages in a page list.
2480  */
2481 #define cl_page_list_for_each(page, list)                              \
2482         list_for_each_entry((page), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2483
2484 /**
2485  * Iterate over pages in a page list, taking possible removals into account.
2486  */
2487 #define cl_page_list_for_each_safe(page, temp, list)                \
2488         list_for_each_entry_safe((page), (temp), &(list)->pl_pages, cp_batch)
2489
2490 void cl_page_list_init(struct cl_page_list *plist);
2491 void cl_page_list_add(struct cl_page_list *plist, struct cl_page *page);
2492 void cl_page_list_move(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2493                        struct cl_page *page);
2494 void cl_page_list_move_head(struct cl_page_list *dst, struct cl_page_list *src,
2495                             struct cl_page *page);
2496 void cl_page_list_splice(struct cl_page_list *list, struct cl_page_list *head);
2497 void cl_page_list_del(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist,
2498                       struct cl_page *page);
2499 void cl_page_list_disown(const struct lu_env *env,
2500                          struct cl_io *io, struct cl_page_list *plist);
2501 void cl_page_list_fini(const struct lu_env *env, struct cl_page_list *plist);
2502
2503 void cl_2queue_init(struct cl_2queue *queue);
2504 void cl_2queue_disown(const struct lu_env *env,
2505                       struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2506 void cl_2queue_discard(const struct lu_env *env,
2507                        struct cl_io *io, struct cl_2queue *queue);
2508 void cl_2queue_fini(const struct lu_env *env, struct cl_2queue *queue);
2509 void cl_2queue_init_page(struct cl_2queue *queue, struct cl_page *page);
2510
2511 /** @} cl_page_list */
2512
2513 /** \defgroup cl_req cl_req
2514  * @{
2515  */
2516 struct cl_req *cl_req_alloc(const struct lu_env *env, struct cl_page *page,
2517                             enum cl_req_type crt, int nr_objects);
2518
2519 void cl_req_page_add(const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2520                      struct cl_page *page);
2521 void cl_req_page_done(const struct lu_env *env, struct cl_page *page);
2522 int  cl_req_prep(const struct lu_env *env, struct cl_req *req);
2523 void cl_req_attr_set(const struct lu_env *env, struct cl_req *req,
2524                      struct cl_req_attr *attr, u64 flags);
2525 void cl_req_completion(const struct lu_env *env, struct cl_req *req, int ioret);
2526
2527 /** \defgroup cl_sync_io cl_sync_io
2528  * @{
2529  */
2530
2531 /**
2532  * Anchor for synchronous transfer. This is allocated on a stack by thread
2533  * doing synchronous transfer, and a pointer to this structure is set up in
2534  * every page submitted for transfer. Transfer completion routine updates
2535  * anchor and wakes up waiting thread when transfer is complete.
2536  */
2537 struct cl_sync_io {
2538         /** number of pages yet to be transferred. */
2539         atomic_t                csi_sync_nr;
2540         /** error code. */
2541         int                     csi_sync_rc;
2542         /** barrier of destroy this structure */
2543         atomic_t                csi_barrier;
2544         /** completion to be signaled when transfer is complete. */
2545         wait_queue_head_t               csi_waitq;
2546         /** callback to invoke when this IO is finished */
2547         void                    (*csi_end_io)(const struct lu_env *,
2548                                               struct cl_sync_io *);
2549 };
2550
2551 void cl_sync_io_init(struct cl_sync_io *anchor, int nr,
2552                      void (*end)(const struct lu_env *, struct cl_sync_io *));
2553 int  cl_sync_io_wait(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2554                      long timeout);
2555 void cl_sync_io_note(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor,
2556                      int ioret);
2557 void cl_sync_io_end(const struct lu_env *env, struct cl_sync_io *anchor);
2558
2559 /** @} cl_sync_io */
2560
2561 /** @} cl_req */
2562
2563 /** \defgroup cl_env cl_env
2564  *
2565  * lu_env handling for a client.
2566  *
2567  * lu_env is an environment within which lustre code executes. Its major part
2568  * is lu_context---a fast memory allocation mechanism that is used to conserve
2569  * precious kernel stack space. Originally lu_env was designed for a server,
2570  * where
2571  *
2572  *     - there is a (mostly) fixed number of threads, and
2573  *
2574  *     - call chains have no non-lustre portions inserted between lustre code.
2575  *
2576  * On a client both these assumption fails, because every user thread can
2577  * potentially execute lustre code as part of a system call, and lustre calls
2578  * into VFS or MM that call back into lustre.
2579  *
2580  * To deal with that, cl_env wrapper functions implement the following
2581  * optimizations:
2582  *
2583  *     - allocation and destruction of environment is amortized by caching no
2584  *     longer used environments instead of destroying them;
2585  *
2586  *     - there is a notion of "current" environment, attached to the kernel
2587  *     data structure representing current thread Top-level lustre code
2588  *     allocates an environment and makes it current, then calls into
2589  *     non-lustre code, that in turn calls lustre back. Low-level lustre
2590  *     code thus called can fetch environment created by the top-level code
2591  *     and reuse it, avoiding additional environment allocation.
2592  *       Right now, three interfaces can attach the cl_env to running thread:
2593  *       - cl_env_get
2594  *       - cl_env_implant
2595  *       - cl_env_reexit(cl_env_reenter had to be called priorly)
2596  *
2597  * \see lu_env, lu_context, lu_context_key
2598  * @{
2599  */
2600
2601 struct cl_env_nest {
2602         int   cen_refcheck;
2603         void *cen_cookie;
2604 };
2605
2606 struct lu_env *cl_env_get(int *refcheck);
2607 struct lu_env *cl_env_alloc(int *refcheck, __u32 tags);
2608 struct lu_env *cl_env_nested_get(struct cl_env_nest *nest);
2609 void cl_env_put(struct lu_env *env, int *refcheck);
2610 void cl_env_nested_put(struct cl_env_nest *nest, struct lu_env *env);
2611 void *cl_env_reenter(void);
2612 void cl_env_reexit(void *cookie);
2613 void cl_env_implant(struct lu_env *env, int *refcheck);
2614 void cl_env_unplant(struct lu_env *env, int *refcheck);
2615 unsigned int cl_env_cache_purge(unsigned int nr);
2616 struct lu_env *cl_env_percpu_get(void);
2617 void cl_env_percpu_put(struct lu_env *env);
2618
2619 /** @} cl_env */
2620
2621 /*
2622  * Misc
2623  */
2624 void cl_lvb2attr(struct cl_attr *attr, const struct ost_lvb *lvb);
2625
2626 struct cl_device *cl_type_setup(const struct lu_env *env, struct lu_site *site,
2627                                 struct lu_device_type *ldt,
2628                                 struct lu_device *next);
2629 /** @} clio */
2630
2631 int cl_global_init(void);
2632 void cl_global_fini(void);
2633
2634 #endif /* _LINUX_CL_OBJECT_H */