Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / drivers / staging / lustre / lustre / llite / vvp_io.c
1 /*
2  * GPL HEADER START
3  *
4  * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 only,
8  * as published by the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * General Public License version 2 for more details (a copy is included
14  * in the LICENSE file that accompanied this code).
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * version 2 along with this program; If not, see
18  * http://www.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, 2012, 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  * Implementation of cl_io for VVP layer.
37  *
38  *   Author: Nikita Danilov <nikita.danilov@sun.com>
39  *   Author: Jinshan Xiong <jinshan.xiong@whamcloud.com>
40  */
41
42 #define DEBUG_SUBSYSTEM S_LLITE
43
44
45 #include "../include/obd.h"
46 #include "../include/lustre_lite.h"
47
48 #include "vvp_internal.h"
49
50 static struct vvp_io *cl2vvp_io(const struct lu_env *env,
51                                 const struct cl_io_slice *slice);
52
53 /**
54  * True, if \a io is a normal io, False for splice_{read,write}
55  */
56 int cl_is_normalio(const struct lu_env *env, const struct cl_io *io)
57 {
58         struct vvp_io *vio = vvp_env_io(env);
59
60         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
61
62         return vio->cui_io_subtype == IO_NORMAL;
63 }
64
65 /**
66  * For swapping layout. The file's layout may have changed.
67  * To avoid populating pages to a wrong stripe, we have to verify the
68  * correctness of layout. It works because swapping layout processes
69  * have to acquire group lock.
70  */
71 static bool can_populate_pages(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
72                                 struct inode *inode)
73 {
74         struct ll_inode_info    *lli = ll_i2info(inode);
75         struct ccc_io           *cio = ccc_env_io(env);
76         bool rc = true;
77
78         switch (io->ci_type) {
79         case CIT_READ:
80         case CIT_WRITE:
81                 /* don't need lock here to check lli_layout_gen as we have held
82                  * extent lock and GROUP lock has to hold to swap layout */
83                 if (ll_layout_version_get(lli) != cio->cui_layout_gen) {
84                         io->ci_need_restart = 1;
85                         /* this will return application a short read/write */
86                         io->ci_continue = 0;
87                         rc = false;
88                 }
89         case CIT_FAULT:
90                 /* fault is okay because we've already had a page. */
91         default:
92                 break;
93         }
94
95         return rc;
96 }
97
98 /*****************************************************************************
99  *
100  * io operations.
101  *
102  */
103
104 static int vvp_io_fault_iter_init(const struct lu_env *env,
105                                   const struct cl_io_slice *ios)
106 {
107         struct vvp_io *vio   = cl2vvp_io(env, ios);
108         struct inode  *inode = ccc_object_inode(ios->cis_obj);
109
110         LASSERT(inode ==
111                 file_inode(cl2ccc_io(env, ios)->cui_fd->fd_file));
112         vio->u.fault.ft_mtime = LTIME_S(inode->i_mtime);
113         return 0;
114 }
115
116 static void vvp_io_fini(const struct lu_env *env, const struct cl_io_slice *ios)
117 {
118         struct cl_io     *io  = ios->cis_io;
119         struct cl_object *obj = io->ci_obj;
120         struct ccc_io    *cio = cl2ccc_io(env, ios);
121
122         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
123
124         CDEBUG(D_VFSTRACE, DFID
125                " ignore/verify layout %d/%d, layout version %d restore needed %d\n",
126                PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)),
127                io->ci_ignore_layout, io->ci_verify_layout,
128                cio->cui_layout_gen, io->ci_restore_needed);
129
130         if (io->ci_restore_needed == 1) {
131                 int     rc;
132
133                 /* file was detected release, we need to restore it
134                  * before finishing the io
135                  */
136                 rc = ll_layout_restore(ccc_object_inode(obj));
137                 /* if restore registration failed, no restart,
138                  * we will return -ENODATA */
139                 /* The layout will change after restore, so we need to
140                  * block on layout lock hold by the MDT
141                  * as MDT will not send new layout in lvb (see LU-3124)
142                  * we have to explicitly fetch it, all this will be done
143                  * by ll_layout_refresh()
144                  */
145                 if (rc == 0) {
146                         io->ci_restore_needed = 0;
147                         io->ci_need_restart = 1;
148                         io->ci_verify_layout = 1;
149                 } else {
150                         io->ci_restore_needed = 1;
151                         io->ci_need_restart = 0;
152                         io->ci_verify_layout = 0;
153                         io->ci_result = rc;
154                 }
155         }
156
157         if (!io->ci_ignore_layout && io->ci_verify_layout) {
158                 __u32 gen = 0;
159
160                 /* check layout version */
161                 ll_layout_refresh(ccc_object_inode(obj), &gen);
162                 io->ci_need_restart = cio->cui_layout_gen != gen;
163                 if (io->ci_need_restart) {
164                         CDEBUG(D_VFSTRACE,
165                                DFID" layout changed from %d to %d.\n",
166                                PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)),
167                                cio->cui_layout_gen, gen);
168                         /* today successful restore is the only possible
169                          * case */
170                         /* restore was done, clear restoring state */
171                         ll_i2info(ccc_object_inode(obj))->lli_flags &=
172                                 ~LLIF_FILE_RESTORING;
173                 }
174         }
175 }
176
177 static void vvp_io_fault_fini(const struct lu_env *env,
178                               const struct cl_io_slice *ios)
179 {
180         struct cl_io   *io   = ios->cis_io;
181         struct cl_page *page = io->u.ci_fault.ft_page;
182
183         CLOBINVRNT(env, io->ci_obj, ccc_object_invariant(io->ci_obj));
184
185         if (page != NULL) {
186                 lu_ref_del(&page->cp_reference, "fault", io);
187                 cl_page_put(env, page);
188                 io->u.ci_fault.ft_page = NULL;
189         }
190         vvp_io_fini(env, ios);
191 }
192
193 static enum cl_lock_mode vvp_mode_from_vma(struct vm_area_struct *vma)
194 {
195         /*
196          * we only want to hold PW locks if the mmap() can generate
197          * writes back to the file and that only happens in shared
198          * writable vmas
199          */
200         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_WRITE))
201                 return CLM_WRITE;
202         return CLM_READ;
203 }
204
205 static int vvp_mmap_locks(const struct lu_env *env,
206                           struct ccc_io *vio, struct cl_io *io)
207 {
208         struct ccc_thread_info *cti = ccc_env_info(env);
209         struct mm_struct       *mm = current->mm;
210         struct vm_area_struct  *vma;
211         struct cl_lock_descr   *descr = &cti->cti_descr;
212         ldlm_policy_data_t      policy;
213         unsigned long      addr;
214         ssize_t          count;
215         int                  result;
216         struct iov_iter i;
217         struct iovec iov;
218
219         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
220
221         if (!cl_is_normalio(env, io))
222                 return 0;
223
224         if (vio->cui_iter == NULL) /* nfs or loop back device write */
225                 return 0;
226
227         /* No MM (e.g. NFS)? No vmas too. */
228         if (mm == NULL)
229                 return 0;
230
231         iov_for_each(iov, i, *(vio->cui_iter)) {
232                 addr = (unsigned long)iov.iov_base;
233                 count = iov.iov_len;
234                 if (count == 0)
235                         continue;
236
237                 count += addr & (~CFS_PAGE_MASK);
238                 addr &= CFS_PAGE_MASK;
239
240                 down_read(&mm->mmap_sem);
241                 while ((vma = our_vma(mm, addr, count)) != NULL) {
242                         struct inode *inode = file_inode(vma->vm_file);
243                         int flags = CEF_MUST;
244
245                         if (ll_file_nolock(vma->vm_file)) {
246                                 /*
247                                  * For no lock case, a lockless lock will be
248                                  * generated.
249                                  */
250                                 flags = CEF_NEVER;
251                         }
252
253                         /*
254                          * XXX: Required lock mode can be weakened: CIT_WRITE
255                          * io only ever reads user level buffer, and CIT_READ
256                          * only writes on it.
257                          */
258                         policy_from_vma(&policy, vma, addr, count);
259                         descr->cld_mode = vvp_mode_from_vma(vma);
260                         descr->cld_obj = ll_i2info(inode)->lli_clob;
261                         descr->cld_start = cl_index(descr->cld_obj,
262                                                     policy.l_extent.start);
263                         descr->cld_end = cl_index(descr->cld_obj,
264                                                   policy.l_extent.end);
265                         descr->cld_enq_flags = flags;
266                         result = cl_io_lock_alloc_add(env, io, descr);
267
268                         CDEBUG(D_VFSTRACE, "lock: %d: [%lu, %lu]\n",
269                                descr->cld_mode, descr->cld_start,
270                                descr->cld_end);
271
272                         if (result < 0) {
273                                 up_read(&mm->mmap_sem);
274                                 return result;
275                         }
276
277                         if (vma->vm_end - addr >= count)
278                                 break;
279
280                         count -= vma->vm_end - addr;
281                         addr = vma->vm_end;
282                 }
283                 up_read(&mm->mmap_sem);
284         }
285         return 0;
286 }
287
288 static int vvp_io_rw_lock(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
289                           enum cl_lock_mode mode, loff_t start, loff_t end)
290 {
291         struct ccc_io *cio = ccc_env_io(env);
292         int result;
293         int ast_flags = 0;
294
295         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
296
297         ccc_io_update_iov(env, cio, io);
298
299         if (io->u.ci_rw.crw_nonblock)
300                 ast_flags |= CEF_NONBLOCK;
301         result = vvp_mmap_locks(env, cio, io);
302         if (result == 0)
303                 result = ccc_io_one_lock(env, io, ast_flags, mode, start, end);
304         return result;
305 }
306
307 static int vvp_io_read_lock(const struct lu_env *env,
308                             const struct cl_io_slice *ios)
309 {
310         struct cl_io     *io = ios->cis_io;
311         struct cl_io_rw_common *rd = &io->u.ci_rd.rd;
312         int result;
313
314         result = vvp_io_rw_lock(env, io, CLM_READ, rd->crw_pos,
315                                 rd->crw_pos + rd->crw_count - 1);
316
317         return result;
318 }
319
320 static int vvp_io_fault_lock(const struct lu_env *env,
321                              const struct cl_io_slice *ios)
322 {
323         struct cl_io *io   = ios->cis_io;
324         struct vvp_io *vio = cl2vvp_io(env, ios);
325         /*
326          * XXX LDLM_FL_CBPENDING
327          */
328         return ccc_io_one_lock_index
329                 (env, io, 0, vvp_mode_from_vma(vio->u.fault.ft_vma),
330                  io->u.ci_fault.ft_index, io->u.ci_fault.ft_index);
331 }
332
333 static int vvp_io_write_lock(const struct lu_env *env,
334                              const struct cl_io_slice *ios)
335 {
336         struct cl_io *io = ios->cis_io;
337         loff_t start;
338         loff_t end;
339
340         if (io->u.ci_wr.wr_append) {
341                 start = 0;
342                 end   = OBD_OBJECT_EOF;
343         } else {
344                 start = io->u.ci_wr.wr.crw_pos;
345                 end   = start + io->u.ci_wr.wr.crw_count - 1;
346         }
347         return vvp_io_rw_lock(env, io, CLM_WRITE, start, end);
348 }
349
350 static int vvp_io_setattr_iter_init(const struct lu_env *env,
351                                     const struct cl_io_slice *ios)
352 {
353         return 0;
354 }
355
356 /**
357  * Implementation of cl_io_operations::cio_lock() method for CIT_SETATTR io.
358  *
359  * Handles "lockless io" mode when extent locking is done by server.
360  */
361 static int vvp_io_setattr_lock(const struct lu_env *env,
362                                const struct cl_io_slice *ios)
363 {
364         struct ccc_io *cio = ccc_env_io(env);
365         struct cl_io  *io  = ios->cis_io;
366         __u64 new_size;
367         __u32 enqflags = 0;
368
369         if (cl_io_is_trunc(io)) {
370                 new_size = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_size;
371                 if (new_size == 0)
372                         enqflags = CEF_DISCARD_DATA;
373         } else {
374                 if ((io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_mtime >=
375                      io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_ctime) ||
376                     (io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_atime >=
377                      io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_ctime))
378                         return 0;
379                 new_size = 0;
380         }
381         cio->u.setattr.cui_local_lock = SETATTR_EXTENT_LOCK;
382         return ccc_io_one_lock(env, io, enqflags, CLM_WRITE,
383                                new_size, OBD_OBJECT_EOF);
384 }
385
386 static int vvp_do_vmtruncate(struct inode *inode, size_t size)
387 {
388         int     result;
389         /*
390          * Only ll_inode_size_lock is taken at this level.
391          */
392         ll_inode_size_lock(inode);
393         result = inode_newsize_ok(inode, size);
394         if (result < 0) {
395                 ll_inode_size_unlock(inode);
396                 return result;
397         }
398         truncate_setsize(inode, size);
399         ll_inode_size_unlock(inode);
400         return result;
401 }
402
403 static int vvp_io_setattr_trunc(const struct lu_env *env,
404                                 const struct cl_io_slice *ios,
405                                 struct inode *inode, loff_t size)
406 {
407         inode_dio_wait(inode);
408         return 0;
409 }
410
411 static int vvp_io_setattr_time(const struct lu_env *env,
412                                const struct cl_io_slice *ios)
413 {
414         struct cl_io       *io    = ios->cis_io;
415         struct cl_object   *obj   = io->ci_obj;
416         struct cl_attr     *attr  = ccc_env_thread_attr(env);
417         int result;
418         unsigned valid = CAT_CTIME;
419
420         cl_object_attr_lock(obj);
421         attr->cat_ctime = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_ctime;
422         if (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_ATIME_SET) {
423                 attr->cat_atime = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_atime;
424                 valid |= CAT_ATIME;
425         }
426         if (io->u.ci_setattr.sa_valid & ATTR_MTIME_SET) {
427                 attr->cat_mtime = io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_mtime;
428                 valid |= CAT_MTIME;
429         }
430         result = cl_object_attr_set(env, obj, attr, valid);
431         cl_object_attr_unlock(obj);
432
433         return result;
434 }
435
436 static int vvp_io_setattr_start(const struct lu_env *env,
437                                 const struct cl_io_slice *ios)
438 {
439         struct cl_io    *io    = ios->cis_io;
440         struct inode    *inode = ccc_object_inode(io->ci_obj);
441         int result = 0;
442
443         mutex_lock(&inode->i_mutex);
444         if (cl_io_is_trunc(io))
445                 result = vvp_io_setattr_trunc(env, ios, inode,
446                                         io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_size);
447         if (result == 0)
448                 result = vvp_io_setattr_time(env, ios);
449         return result;
450 }
451
452 static void vvp_io_setattr_end(const struct lu_env *env,
453                                const struct cl_io_slice *ios)
454 {
455         struct cl_io *io    = ios->cis_io;
456         struct inode *inode = ccc_object_inode(io->ci_obj);
457
458         if (cl_io_is_trunc(io)) {
459                 /* Truncate in memory pages - they must be clean pages
460                  * because osc has already notified to destroy osc_extents. */
461                 vvp_do_vmtruncate(inode, io->u.ci_setattr.sa_attr.lvb_size);
462                 inode_dio_write_done(inode);
463         }
464         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
465 }
466
467 static void vvp_io_setattr_fini(const struct lu_env *env,
468                                 const struct cl_io_slice *ios)
469 {
470         vvp_io_fini(env, ios);
471 }
472
473 static int vvp_io_read_start(const struct lu_env *env,
474                              const struct cl_io_slice *ios)
475 {
476         struct vvp_io     *vio   = cl2vvp_io(env, ios);
477         struct ccc_io     *cio   = cl2ccc_io(env, ios);
478         struct cl_io      *io    = ios->cis_io;
479         struct cl_object  *obj   = io->ci_obj;
480         struct inode      *inode = ccc_object_inode(obj);
481         struct ll_ra_read *bead  = &vio->cui_bead;
482         struct file       *file  = cio->cui_fd->fd_file;
483
484         int     result;
485         loff_t  pos = io->u.ci_rd.rd.crw_pos;
486         long    cnt = io->u.ci_rd.rd.crw_count;
487         long    tot = cio->cui_tot_count;
488         int     exceed = 0;
489
490         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
491
492         CDEBUG(D_VFSTRACE, "read: -> [%lli, %lli)\n", pos, pos + cnt);
493
494         if (!can_populate_pages(env, io, inode))
495                 return 0;
496
497         result = ccc_prep_size(env, obj, io, pos, tot, &exceed);
498         if (result != 0)
499                 return result;
500         else if (exceed != 0)
501                 goto out;
502
503         LU_OBJECT_HEADER(D_INODE, env, &obj->co_lu,
504                         "Read ino %lu, %lu bytes, offset %lld, size %llu\n",
505                         inode->i_ino, cnt, pos, i_size_read(inode));
506
507         /* turn off the kernel's read-ahead */
508         cio->cui_fd->fd_file->f_ra.ra_pages = 0;
509
510         /* initialize read-ahead window once per syscall */
511         if (!vio->cui_ra_window_set) {
512                 vio->cui_ra_window_set = 1;
513                 bead->lrr_start = cl_index(obj, pos);
514                 /*
515                  * XXX: explicit PAGE_CACHE_SIZE
516                  */
517                 bead->lrr_count = cl_index(obj, tot + PAGE_CACHE_SIZE - 1);
518                 ll_ra_read_in(file, bead);
519         }
520
521         /* BUG: 5972 */
522         file_accessed(file);
523         switch (vio->cui_io_subtype) {
524         case IO_NORMAL:
525                 LASSERT(cio->cui_iocb->ki_pos == pos);
526                 result = generic_file_read_iter(cio->cui_iocb, cio->cui_iter);
527                 break;
528         case IO_SPLICE:
529                 result = generic_file_splice_read(file, &pos,
530                                 vio->u.splice.cui_pipe, cnt,
531                                 vio->u.splice.cui_flags);
532                 /* LU-1109: do splice read stripe by stripe otherwise if it
533                  * may make nfsd stuck if this read occupied all internal pipe
534                  * buffers. */
535                 io->ci_continue = 0;
536                 break;
537         default:
538                 CERROR("Wrong IO type %u\n", vio->cui_io_subtype);
539                 LBUG();
540         }
541
542 out:
543         if (result >= 0) {
544                 if (result < cnt)
545                         io->ci_continue = 0;
546                 io->ci_nob += result;
547                 ll_rw_stats_tally(ll_i2sbi(inode), current->pid,
548                                   cio->cui_fd, pos, result, READ);
549                 result = 0;
550         }
551         return result;
552 }
553
554 static void vvp_io_read_fini(const struct lu_env *env, const struct cl_io_slice *ios)
555 {
556         struct vvp_io *vio = cl2vvp_io(env, ios);
557         struct ccc_io *cio = cl2ccc_io(env, ios);
558
559         if (vio->cui_ra_window_set)
560                 ll_ra_read_ex(cio->cui_fd->fd_file, &vio->cui_bead);
561
562         vvp_io_fini(env, ios);
563 }
564
565 static int vvp_io_write_start(const struct lu_env *env,
566                               const struct cl_io_slice *ios)
567 {
568         struct ccc_io      *cio   = cl2ccc_io(env, ios);
569         struct cl_io       *io    = ios->cis_io;
570         struct cl_object   *obj   = io->ci_obj;
571         struct inode       *inode = ccc_object_inode(obj);
572         ssize_t result = 0;
573         loff_t pos = io->u.ci_wr.wr.crw_pos;
574         size_t cnt = io->u.ci_wr.wr.crw_count;
575
576         if (!can_populate_pages(env, io, inode))
577                 return 0;
578
579         if (cl_io_is_append(io)) {
580                 /*
581                  * PARALLEL IO This has to be changed for parallel IO doing
582                  * out-of-order writes.
583                  */
584                 pos = io->u.ci_wr.wr.crw_pos = i_size_read(inode);
585                 cio->cui_iocb->ki_pos = pos;
586         } else {
587                 LASSERT(cio->cui_iocb->ki_pos == pos);
588         }
589
590         CDEBUG(D_VFSTRACE, "write: [%lli, %lli)\n", pos, pos + (long long)cnt);
591
592         if (cio->cui_iter == NULL) /* from a temp io in ll_cl_init(). */
593                 result = 0;
594         else
595                 result = generic_file_write_iter(cio->cui_iocb, cio->cui_iter);
596
597         if (result > 0) {
598                 if (result < cnt)
599                         io->ci_continue = 0;
600                 io->ci_nob += result;
601                 ll_rw_stats_tally(ll_i2sbi(inode), current->pid,
602                                   cio->cui_fd, pos, result, WRITE);
603                 result = 0;
604         }
605         return result;
606 }
607
608 static int vvp_io_kernel_fault(struct vvp_fault_io *cfio)
609 {
610         struct vm_fault *vmf = cfio->fault.ft_vmf;
611
612         cfio->fault.ft_flags = filemap_fault(cfio->ft_vma, vmf);
613         cfio->fault.ft_flags_valid = 1;
614
615         if (vmf->page) {
616                 CDEBUG(D_PAGE,
617                        "page %p map %p index %lu flags %lx count %u priv %0lx: got addr %p type NOPAGE\n",
618                        vmf->page, vmf->page->mapping, vmf->page->index,
619                        (long)vmf->page->flags, page_count(vmf->page),
620                        page_private(vmf->page), vmf->virtual_address);
621                 if (unlikely(!(cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_LOCKED))) {
622                         lock_page(vmf->page);
623                         cfio->fault.ft_flags |= VM_FAULT_LOCKED;
624                 }
625
626                 cfio->ft_vmpage = vmf->page;
627                 return 0;
628         }
629
630         if (cfio->fault.ft_flags & (VM_FAULT_SIGBUS | VM_FAULT_SIGSEGV)) {
631                 CDEBUG(D_PAGE, "got addr %p - SIGBUS\n", vmf->virtual_address);
632                 return -EFAULT;
633         }
634
635         if (cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_OOM) {
636                 CDEBUG(D_PAGE, "got addr %p - OOM\n", vmf->virtual_address);
637                 return -ENOMEM;
638         }
639
640         if (cfio->fault.ft_flags & VM_FAULT_RETRY)
641                 return -EAGAIN;
642
643         CERROR("Unknown error in page fault %d!\n", cfio->fault.ft_flags);
644         return -EINVAL;
645 }
646
647
648 static int vvp_io_fault_start(const struct lu_env *env,
649                               const struct cl_io_slice *ios)
650 {
651         struct vvp_io       *vio     = cl2vvp_io(env, ios);
652         struct cl_io    *io      = ios->cis_io;
653         struct cl_object    *obj     = io->ci_obj;
654         struct inode    *inode   = ccc_object_inode(obj);
655         struct cl_fault_io  *fio     = &io->u.ci_fault;
656         struct vvp_fault_io *cfio    = &vio->u.fault;
657         loff_t         offset;
658         int               result  = 0;
659         struct page       *vmpage  = NULL;
660         struct cl_page      *page;
661         loff_t         size;
662         pgoff_t       last; /* last page in a file data region */
663
664         if (fio->ft_executable &&
665             LTIME_S(inode->i_mtime) != vio->u.fault.ft_mtime)
666                 CWARN("binary "DFID
667                       " changed while waiting for the page fault lock\n",
668                       PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)));
669
670         /* offset of the last byte on the page */
671         offset = cl_offset(obj, fio->ft_index + 1) - 1;
672         LASSERT(cl_index(obj, offset) == fio->ft_index);
673         result = ccc_prep_size(env, obj, io, 0, offset + 1, NULL);
674         if (result != 0)
675                 return result;
676
677         /* must return locked page */
678         if (fio->ft_mkwrite) {
679                 LASSERT(cfio->ft_vmpage != NULL);
680                 lock_page(cfio->ft_vmpage);
681         } else {
682                 result = vvp_io_kernel_fault(cfio);
683                 if (result != 0)
684                         return result;
685         }
686
687         vmpage = cfio->ft_vmpage;
688         LASSERT(PageLocked(vmpage));
689
690         if (OBD_FAIL_CHECK(OBD_FAIL_LLITE_FAULT_TRUNC_RACE))
691                 ll_invalidate_page(vmpage);
692
693         size = i_size_read(inode);
694         /* Though we have already held a cl_lock upon this page, but
695          * it still can be truncated locally. */
696         if (unlikely((vmpage->mapping != inode->i_mapping) ||
697                      (page_offset(vmpage) > size))) {
698                 CDEBUG(D_PAGE, "llite: fault and truncate race happened!\n");
699
700                 /* return +1 to stop cl_io_loop() and ll_fault() will catch
701                  * and retry. */
702                 result = +1;
703                 goto out;
704         }
705
706
707         if (fio->ft_mkwrite) {
708                 pgoff_t last_index;
709                 /*
710                  * Capture the size while holding the lli_trunc_sem from above
711                  * we want to make sure that we complete the mkwrite action
712                  * while holding this lock. We need to make sure that we are
713                  * not past the end of the file.
714                  */
715                 last_index = cl_index(obj, size - 1);
716                 if (last_index < fio->ft_index) {
717                         CDEBUG(D_PAGE,
718                                "llite: mkwrite and truncate race happened: %p: 0x%lx 0x%lx\n",
719                                vmpage->mapping, fio->ft_index, last_index);
720                         /*
721                          * We need to return if we are
722                          * passed the end of the file. This will propagate
723                          * up the call stack to ll_page_mkwrite where
724                          * we will return VM_FAULT_NOPAGE. Any non-negative
725                          * value returned here will be silently
726                          * converted to 0. If the vmpage->mapping is null
727                          * the error code would be converted back to ENODATA
728                          * in ll_page_mkwrite0. Thus we return -ENODATA
729                          * to handle both cases
730                          */
731                         result = -ENODATA;
732                         goto out;
733                 }
734         }
735
736         page = cl_page_find(env, obj, fio->ft_index, vmpage, CPT_CACHEABLE);
737         if (IS_ERR(page)) {
738                 result = PTR_ERR(page);
739                 goto out;
740         }
741
742         /* if page is going to be written, we should add this page into cache
743          * earlier. */
744         if (fio->ft_mkwrite) {
745                 wait_on_page_writeback(vmpage);
746                 if (set_page_dirty(vmpage)) {
747                         struct ccc_page *cp;
748
749                         /* vvp_page_assume() calls wait_on_page_writeback(). */
750                         cl_page_assume(env, io, page);
751
752                         cp = cl2ccc_page(cl_page_at(page, &vvp_device_type));
753                         vvp_write_pending(cl2ccc(obj), cp);
754
755                         /* Do not set Dirty bit here so that in case IO is
756                          * started before the page is really made dirty, we
757                          * still have chance to detect it. */
758                         result = cl_page_cache_add(env, io, page, CRT_WRITE);
759                         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
760
761                         vmpage = NULL;
762                         if (result < 0) {
763                                 cl_page_unmap(env, io, page);
764                                 cl_page_discard(env, io, page);
765                                 cl_page_disown(env, io, page);
766
767                                 cl_page_put(env, page);
768
769                                 /* we're in big trouble, what can we do now? */
770                                 if (result == -EDQUOT)
771                                         result = -ENOSPC;
772                                 goto out;
773                         } else
774                                 cl_page_disown(env, io, page);
775                 }
776         }
777
778         last = cl_index(obj, size - 1);
779         /*
780          * The ft_index is only used in the case of
781          * a mkwrite action. We need to check
782          * our assertions are correct, since
783          * we should have caught this above
784          */
785         LASSERT(!fio->ft_mkwrite || fio->ft_index <= last);
786         if (fio->ft_index == last)
787                 /*
788                  * Last page is mapped partially.
789                  */
790                 fio->ft_nob = size - cl_offset(obj, fio->ft_index);
791         else
792                 fio->ft_nob = cl_page_size(obj);
793
794         lu_ref_add(&page->cp_reference, "fault", io);
795         fio->ft_page = page;
796
797 out:
798         /* return unlocked vmpage to avoid deadlocking */
799         if (vmpage != NULL)
800                 unlock_page(vmpage);
801         cfio->fault.ft_flags &= ~VM_FAULT_LOCKED;
802         return result;
803 }
804
805 static int vvp_io_fsync_start(const struct lu_env *env,
806                               const struct cl_io_slice *ios)
807 {
808         /* we should mark TOWRITE bit to each dirty page in radix tree to
809          * verify pages have been written, but this is difficult because of
810          * race. */
811         return 0;
812 }
813
814 static int vvp_io_read_page(const struct lu_env *env,
815                             const struct cl_io_slice *ios,
816                             const struct cl_page_slice *slice)
817 {
818         struct cl_io          *io     = ios->cis_io;
819         struct cl_object          *obj    = slice->cpl_obj;
820         struct ccc_page    *cp     = cl2ccc_page(slice);
821         struct cl_page      *page   = slice->cpl_page;
822         struct inode          *inode  = ccc_object_inode(obj);
823         struct ll_sb_info        *sbi    = ll_i2sbi(inode);
824         struct ll_file_data       *fd     = cl2ccc_io(env, ios)->cui_fd;
825         struct ll_readahead_state *ras    = &fd->fd_ras;
826         struct page             *vmpage = cp->cpg_page;
827         struct cl_2queue          *queue  = &io->ci_queue;
828         int rc;
829
830         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
831         LASSERT(slice->cpl_obj == obj);
832
833         if (sbi->ll_ra_info.ra_max_pages_per_file &&
834             sbi->ll_ra_info.ra_max_pages)
835                 ras_update(sbi, inode, ras, page->cp_index,
836                            cp->cpg_defer_uptodate);
837
838         /* Sanity check whether the page is protected by a lock. */
839         rc = cl_page_is_under_lock(env, io, page);
840         if (rc != -EBUSY) {
841                 CL_PAGE_HEADER(D_WARNING, env, page, "%s: %d\n",
842                                rc == -ENODATA ? "without a lock" :
843                                "match failed", rc);
844                 if (rc != -ENODATA)
845                         return rc;
846         }
847
848         if (cp->cpg_defer_uptodate) {
849                 cp->cpg_ra_used = 1;
850                 cl_page_export(env, page, 1);
851         }
852         /*
853          * Add page into the queue even when it is marked uptodate above.
854          * this will unlock it automatically as part of cl_page_list_disown().
855          */
856         cl_2queue_add(queue, page);
857         if (sbi->ll_ra_info.ra_max_pages_per_file &&
858             sbi->ll_ra_info.ra_max_pages)
859                 ll_readahead(env, io, ras,
860                              vmpage->mapping, &queue->c2_qin, fd->fd_flags);
861
862         return 0;
863 }
864
865 static int vvp_page_sync_io(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
866                             struct cl_page *page, struct ccc_page *cp,
867                             enum cl_req_type crt)
868 {
869         struct cl_2queue  *queue;
870         int result;
871
872         LASSERT(io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE);
873
874         queue = &io->ci_queue;
875         cl_2queue_init_page(queue, page);
876
877         result = cl_io_submit_sync(env, io, crt, queue, 0);
878         LASSERT(cl_page_is_owned(page, io));
879
880         if (crt == CRT_READ)
881                 /*
882                  * in CRT_WRITE case page is left locked even in case of
883                  * error.
884                  */
885                 cl_page_list_disown(env, io, &queue->c2_qin);
886         cl_2queue_fini(env, queue);
887
888         return result;
889 }
890
891 /**
892  * Prepare partially written-to page for a write.
893  */
894 static int vvp_io_prepare_partial(const struct lu_env *env, struct cl_io *io,
895                                   struct cl_object *obj, struct cl_page *pg,
896                                   struct ccc_page *cp,
897                                   unsigned from, unsigned to)
898 {
899         struct cl_attr *attr   = ccc_env_thread_attr(env);
900         loff_t    offset = cl_offset(obj, pg->cp_index);
901         int          result;
902
903         cl_object_attr_lock(obj);
904         result = cl_object_attr_get(env, obj, attr);
905         cl_object_attr_unlock(obj);
906         if (result == 0) {
907                 /*
908                  * If are writing to a new page, no need to read old data.
909                  * The extent locking will have updated the KMS, and for our
910                  * purposes here we can treat it like i_size.
911                  */
912                 if (attr->cat_kms <= offset) {
913                         char *kaddr = kmap_atomic(cp->cpg_page);
914
915                         memset(kaddr, 0, cl_page_size(obj));
916                         kunmap_atomic(kaddr);
917                 } else if (cp->cpg_defer_uptodate)
918                         cp->cpg_ra_used = 1;
919                 else
920                         result = vvp_page_sync_io(env, io, pg, cp, CRT_READ);
921                 /*
922                  * In older implementations, obdo_refresh_inode is called here
923                  * to update the inode because the write might modify the
924                  * object info at OST. However, this has been proven useless,
925                  * since LVB functions will be called when user space program
926                  * tries to retrieve inode attribute.  Also, see bug 15909 for
927                  * details. -jay
928                  */
929                 if (result == 0)
930                         cl_page_export(env, pg, 1);
931         }
932         return result;
933 }
934
935 static int vvp_io_prepare_write(const struct lu_env *env,
936                                 const struct cl_io_slice *ios,
937                                 const struct cl_page_slice *slice,
938                                 unsigned from, unsigned to)
939 {
940         struct cl_object *obj    = slice->cpl_obj;
941         struct ccc_page  *cp     = cl2ccc_page(slice);
942         struct cl_page   *pg     = slice->cpl_page;
943         struct page       *vmpage = cp->cpg_page;
944
945         int result;
946
947         LINVRNT(cl_page_is_vmlocked(env, pg));
948         LASSERT(vmpage->mapping->host == ccc_object_inode(obj));
949
950         result = 0;
951
952         CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "preparing: [%d, %d]\n", from, to);
953         if (!PageUptodate(vmpage)) {
954                 /*
955                  * We're completely overwriting an existing page, so _don't_
956                  * set it up to date until commit_write
957                  */
958                 if (from == 0 && to == PAGE_CACHE_SIZE) {
959                         CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "full page write\n");
960                         POISON_PAGE(page, 0x11);
961                 } else
962                         result = vvp_io_prepare_partial(env, ios->cis_io, obj,
963                                                         pg, cp, from, to);
964         } else
965                 CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "uptodate\n");
966         return result;
967 }
968
969 static int vvp_io_commit_write(const struct lu_env *env,
970                                const struct cl_io_slice *ios,
971                                const struct cl_page_slice *slice,
972                                unsigned from, unsigned to)
973 {
974         struct cl_object  *obj    = slice->cpl_obj;
975         struct cl_io      *io     = ios->cis_io;
976         struct ccc_page   *cp     = cl2ccc_page(slice);
977         struct cl_page    *pg     = slice->cpl_page;
978         struct inode      *inode  = ccc_object_inode(obj);
979         struct ll_sb_info *sbi    = ll_i2sbi(inode);
980         struct ll_inode_info *lli = ll_i2info(inode);
981         struct page     *vmpage = cp->cpg_page;
982
983         int    result;
984         int    tallyop;
985         loff_t size;
986
987         LINVRNT(cl_page_is_vmlocked(env, pg));
988         LASSERT(vmpage->mapping->host == inode);
989
990         LU_OBJECT_HEADER(D_INODE, env, &obj->co_lu, "committing page write\n");
991         CL_PAGE_HEADER(D_PAGE, env, pg, "committing: [%d, %d]\n", from, to);
992
993         /*
994          * queue a write for some time in the future the first time we
995          * dirty the page.
996          *
997          * This is different from what other file systems do: they usually
998          * just mark page (and some of its buffers) dirty and rely on
999          * balance_dirty_pages() to start a write-back. Lustre wants write-back
1000          * to be started earlier for the following reasons:
1001          *
1002          *     (1) with a large number of clients we need to limit the amount
1003          *     of cached data on the clients a lot;
1004          *
1005          *     (2) large compute jobs generally want compute-only then io-only
1006          *     and the IO should complete as quickly as possible;
1007          *
1008          *     (3) IO is batched up to the RPC size and is async until the
1009          *     client max cache is hit
1010          *     (/proc/fs/lustre/osc/OSC.../max_dirty_mb)
1011          *
1012          */
1013         if (!PageDirty(vmpage)) {
1014                 tallyop = LPROC_LL_DIRTY_MISSES;
1015                 result = cl_page_cache_add(env, io, pg, CRT_WRITE);
1016                 if (result == 0) {
1017                         /* page was added into cache successfully. */
1018                         set_page_dirty(vmpage);
1019                         vvp_write_pending(cl2ccc(obj), cp);
1020                 } else if (result == -EDQUOT) {
1021                         pgoff_t last_index = i_size_read(inode) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1022                         bool need_clip = true;
1023
1024                         /*
1025                          * Client ran out of disk space grant. Possible
1026                          * strategies are:
1027                          *
1028                          *     (a) do a sync write, renewing grant;
1029                          *
1030                          *     (b) stop writing on this stripe, switch to the
1031                          *     next one.
1032                          *
1033                          * (b) is a part of "parallel io" design that is the
1034                          * ultimate goal. (a) is what "old" client did, and
1035                          * what the new code continues to do for the time
1036                          * being.
1037                          */
1038                         if (last_index > pg->cp_index) {
1039                                 to = PAGE_CACHE_SIZE;
1040                                 need_clip = false;
1041                         } else if (last_index == pg->cp_index) {
1042                                 int size_to = i_size_read(inode) & ~CFS_PAGE_MASK;
1043                                 if (to < size_to)
1044                                         to = size_to;
1045                         }
1046                         if (need_clip)
1047                                 cl_page_clip(env, pg, 0, to);
1048                         result = vvp_page_sync_io(env, io, pg, cp, CRT_WRITE);
1049                         if (result)
1050                                 CERROR("Write page %lu of inode %p failed %d\n",
1051                                        pg->cp_index, inode, result);
1052                 }
1053         } else {
1054                 tallyop = LPROC_LL_DIRTY_HITS;
1055                 result = 0;
1056         }
1057         ll_stats_ops_tally(sbi, tallyop, 1);
1058
1059         /* Inode should be marked DIRTY even if no new page was marked DIRTY
1060          * because page could have been not flushed between 2 modifications.
1061          * It is important the file is marked DIRTY as soon as the I/O is done
1062          * Indeed, when cache is flushed, file could be already closed and it
1063          * is too late to warn the MDT.
1064          * It is acceptable that file is marked DIRTY even if I/O is dropped
1065          * for some reasons before being flushed to OST.
1066          */
1067         if (result == 0) {
1068                 spin_lock(&lli->lli_lock);
1069                 lli->lli_flags |= LLIF_DATA_MODIFIED;
1070                 spin_unlock(&lli->lli_lock);
1071         }
1072
1073         size = cl_offset(obj, pg->cp_index) + to;
1074
1075         ll_inode_size_lock(inode);
1076         if (result == 0) {
1077                 if (size > i_size_read(inode)) {
1078                         cl_isize_write_nolock(inode, size);
1079                         CDEBUG(D_VFSTRACE, DFID" updating i_size %lu\n",
1080                                PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)),
1081                                (unsigned long)size);
1082                 }
1083                 cl_page_export(env, pg, 1);
1084         } else {
1085                 if (size > i_size_read(inode))
1086                         cl_page_discard(env, io, pg);
1087         }
1088         ll_inode_size_unlock(inode);
1089         return result;
1090 }
1091
1092 static const struct cl_io_operations vvp_io_ops = {
1093         .op = {
1094                 [CIT_READ] = {
1095                         .cio_fini      = vvp_io_read_fini,
1096                         .cio_lock      = vvp_io_read_lock,
1097                         .cio_start     = vvp_io_read_start,
1098                         .cio_advance   = ccc_io_advance
1099                 },
1100                 [CIT_WRITE] = {
1101                         .cio_fini      = vvp_io_fini,
1102                         .cio_lock      = vvp_io_write_lock,
1103                         .cio_start     = vvp_io_write_start,
1104                         .cio_advance   = ccc_io_advance
1105                 },
1106                 [CIT_SETATTR] = {
1107                         .cio_fini       = vvp_io_setattr_fini,
1108                         .cio_iter_init  = vvp_io_setattr_iter_init,
1109                         .cio_lock       = vvp_io_setattr_lock,
1110                         .cio_start      = vvp_io_setattr_start,
1111                         .cio_end        = vvp_io_setattr_end
1112                 },
1113                 [CIT_FAULT] = {
1114                         .cio_fini      = vvp_io_fault_fini,
1115                         .cio_iter_init = vvp_io_fault_iter_init,
1116                         .cio_lock      = vvp_io_fault_lock,
1117                         .cio_start     = vvp_io_fault_start,
1118                         .cio_end       = ccc_io_end
1119                 },
1120                 [CIT_FSYNC] = {
1121                         .cio_start  = vvp_io_fsync_start,
1122                         .cio_fini   = vvp_io_fini
1123                 },
1124                 [CIT_MISC] = {
1125                         .cio_fini   = vvp_io_fini
1126                 }
1127         },
1128         .cio_read_page     = vvp_io_read_page,
1129         .cio_prepare_write = vvp_io_prepare_write,
1130         .cio_commit_write  = vvp_io_commit_write
1131 };
1132
1133 int vvp_io_init(const struct lu_env *env, struct cl_object *obj,
1134                 struct cl_io *io)
1135 {
1136         struct vvp_io      *vio   = vvp_env_io(env);
1137         struct ccc_io      *cio   = ccc_env_io(env);
1138         struct inode       *inode = ccc_object_inode(obj);
1139         int              result;
1140
1141         CLOBINVRNT(env, obj, ccc_object_invariant(obj));
1142
1143         CDEBUG(D_VFSTRACE, DFID
1144                " ignore/verify layout %d/%d, layout version %d restore needed %d\n",
1145                PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)),
1146                io->ci_ignore_layout, io->ci_verify_layout,
1147                cio->cui_layout_gen, io->ci_restore_needed);
1148
1149         CL_IO_SLICE_CLEAN(cio, cui_cl);
1150         cl_io_slice_add(io, &cio->cui_cl, obj, &vvp_io_ops);
1151         vio->cui_ra_window_set = 0;
1152         result = 0;
1153         if (io->ci_type == CIT_READ || io->ci_type == CIT_WRITE) {
1154                 size_t count;
1155                 struct ll_inode_info *lli = ll_i2info(inode);
1156
1157                 count = io->u.ci_rw.crw_count;
1158                 /* "If nbyte is 0, read() will return 0 and have no other
1159                  *  results."  -- Single Unix Spec */
1160                 if (count == 0)
1161                         result = 1;
1162                 else
1163                         cio->cui_tot_count = count;
1164
1165                 /* for read/write, we store the jobid in the inode, and
1166                  * it'll be fetched by osc when building RPC.
1167                  *
1168                  * it's not accurate if the file is shared by different
1169                  * jobs.
1170                  */
1171                 lustre_get_jobid(lli->lli_jobid);
1172         } else if (io->ci_type == CIT_SETATTR) {
1173                 if (!cl_io_is_trunc(io))
1174                         io->ci_lockreq = CILR_MANDATORY;
1175         }
1176
1177         /* ignore layout change for generic CIT_MISC but not for glimpse.
1178          * io context for glimpse must set ci_verify_layout to true,
1179          * see cl_glimpse_size0() for details. */
1180         if (io->ci_type == CIT_MISC && !io->ci_verify_layout)
1181                 io->ci_ignore_layout = 1;
1182
1183         /* Enqueue layout lock and get layout version. We need to do this
1184          * even for operations requiring to open file, such as read and write,
1185          * because it might not grant layout lock in IT_OPEN. */
1186         if (result == 0 && !io->ci_ignore_layout) {
1187                 result = ll_layout_refresh(inode, &cio->cui_layout_gen);
1188                 if (result == -ENOENT)
1189                         /* If the inode on MDS has been removed, but the objects
1190                          * on OSTs haven't been destroyed (async unlink), layout
1191                          * fetch will return -ENOENT, we'd ignore this error
1192                          * and continue with dirty flush. LU-3230. */
1193                         result = 0;
1194                 if (result < 0)
1195                         CERROR("%s: refresh file layout " DFID " error %d.\n",
1196                                 ll_get_fsname(inode->i_sb, NULL, 0),
1197                                 PFID(lu_object_fid(&obj->co_lu)), result);
1198         }
1199
1200         return result;
1201 }
1202
1203 static struct vvp_io *cl2vvp_io(const struct lu_env *env,
1204                                 const struct cl_io_slice *slice)
1205 {
1206         /* Calling just for assertion */
1207         cl2ccc_io(env, slice);
1208         return vvp_env_io(env);
1209 }