netfs: Implement unbuffered/DIO write support
[linux-block.git] / fs / netfs / internal.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
2 /* Internal definitions for network filesystem support
3  *
4  * Copyright (C) 2021 Red Hat, Inc. All Rights Reserved.
5  * Written by David Howells (dhowells@redhat.com)
6  */
7
8 #include <linux/slab.h>
9 #include <linux/seq_file.h>
10 #include <linux/netfs.h>
11 #include <linux/fscache.h>
12 #include <linux/fscache-cache.h>
13 #include <trace/events/netfs.h>
14 #include <trace/events/fscache.h>
15
16 #ifdef pr_fmt
17 #undef pr_fmt
18 #endif
19
20 #define pr_fmt(fmt) "netfs: " fmt
21
22 /*
23  * buffered_read.c
24  */
25 void netfs_rreq_unlock_folios(struct netfs_io_request *rreq);
26 int netfs_prefetch_for_write(struct file *file, struct folio *folio,
27                              size_t offset, size_t len);
28
29 /*
30  * direct_write.c
31  */
32 ssize_t netfs_unbuffered_write_iter_locked(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
33                                            struct netfs_group *netfs_group);
34
35 /*
36  * io.c
37  */
38 int netfs_begin_read(struct netfs_io_request *rreq, bool sync);
39
40 /*
41  * main.c
42  */
43 extern unsigned int netfs_debug;
44 extern struct list_head netfs_io_requests;
45 extern spinlock_t netfs_proc_lock;
46
47 #ifdef CONFIG_PROC_FS
48 static inline void netfs_proc_add_rreq(struct netfs_io_request *rreq)
49 {
50         spin_lock(&netfs_proc_lock);
51         list_add_tail_rcu(&rreq->proc_link, &netfs_io_requests);
52         spin_unlock(&netfs_proc_lock);
53 }
54 static inline void netfs_proc_del_rreq(struct netfs_io_request *rreq)
55 {
56         if (!list_empty(&rreq->proc_link)) {
57                 spin_lock(&netfs_proc_lock);
58                 list_del_rcu(&rreq->proc_link);
59                 spin_unlock(&netfs_proc_lock);
60         }
61 }
62 #else
63 static inline void netfs_proc_add_rreq(struct netfs_io_request *rreq) {}
64 static inline void netfs_proc_del_rreq(struct netfs_io_request *rreq) {}
65 #endif
66
67 /*
68  * misc.c
69  */
70 #define NETFS_FLAG_PUT_MARK             BIT(0)
71 #define NETFS_FLAG_PAGECACHE_MARK       BIT(1)
72 int netfs_xa_store_and_mark(struct xarray *xa, unsigned long index,
73                             struct folio *folio, unsigned int flags,
74                             gfp_t gfp_mask);
75 int netfs_add_folios_to_buffer(struct xarray *buffer,
76                                struct address_space *mapping,
77                                pgoff_t index, pgoff_t to, gfp_t gfp_mask);
78 void netfs_clear_buffer(struct xarray *buffer);
79
80 /*
81  * objects.c
82  */
83 struct netfs_io_request *netfs_alloc_request(struct address_space *mapping,
84                                              struct file *file,
85                                              loff_t start, size_t len,
86                                              enum netfs_io_origin origin);
87 void netfs_get_request(struct netfs_io_request *rreq, enum netfs_rreq_ref_trace what);
88 void netfs_clear_subrequests(struct netfs_io_request *rreq, bool was_async);
89 void netfs_put_request(struct netfs_io_request *rreq, bool was_async,
90                        enum netfs_rreq_ref_trace what);
91 struct netfs_io_subrequest *netfs_alloc_subrequest(struct netfs_io_request *rreq);
92
93 static inline void netfs_see_request(struct netfs_io_request *rreq,
94                                      enum netfs_rreq_ref_trace what)
95 {
96         trace_netfs_rreq_ref(rreq->debug_id, refcount_read(&rreq->ref), what);
97 }
98
99 /*
100  * output.c
101  */
102 int netfs_begin_write(struct netfs_io_request *wreq, bool may_wait,
103                       enum netfs_write_trace what);
104
105 /*
106  * stats.c
107  */
108 #ifdef CONFIG_NETFS_STATS
109 extern atomic_t netfs_n_rh_dio_read;
110 extern atomic_t netfs_n_rh_readahead;
111 extern atomic_t netfs_n_rh_readpage;
112 extern atomic_t netfs_n_rh_rreq;
113 extern atomic_t netfs_n_rh_sreq;
114 extern atomic_t netfs_n_rh_download;
115 extern atomic_t netfs_n_rh_download_done;
116 extern atomic_t netfs_n_rh_download_failed;
117 extern atomic_t netfs_n_rh_download_instead;
118 extern atomic_t netfs_n_rh_read;
119 extern atomic_t netfs_n_rh_read_done;
120 extern atomic_t netfs_n_rh_read_failed;
121 extern atomic_t netfs_n_rh_zero;
122 extern atomic_t netfs_n_rh_short_read;
123 extern atomic_t netfs_n_rh_write;
124 extern atomic_t netfs_n_rh_write_begin;
125 extern atomic_t netfs_n_rh_write_done;
126 extern atomic_t netfs_n_rh_write_failed;
127 extern atomic_t netfs_n_rh_write_zskip;
128 extern atomic_t netfs_n_wh_upload;
129 extern atomic_t netfs_n_wh_upload_done;
130 extern atomic_t netfs_n_wh_upload_failed;
131 extern atomic_t netfs_n_wh_write;
132 extern atomic_t netfs_n_wh_write_done;
133 extern atomic_t netfs_n_wh_write_failed;
134
135 int netfs_stats_show(struct seq_file *m, void *v);
136
137 static inline void netfs_stat(atomic_t *stat)
138 {
139         atomic_inc(stat);
140 }
141
142 static inline void netfs_stat_d(atomic_t *stat)
143 {
144         atomic_dec(stat);
145 }
146
147 #else
148 #define netfs_stat(x) do {} while(0)
149 #define netfs_stat_d(x) do {} while(0)
150 #endif
151
152 /*
153  * Miscellaneous functions.
154  */
155 static inline bool netfs_is_cache_enabled(struct netfs_inode *ctx)
156 {
157 #if IS_ENABLED(CONFIG_FSCACHE)
158         struct fscache_cookie *cookie = ctx->cache;
159
160         return fscache_cookie_valid(cookie) && cookie->cache_priv &&
161                 fscache_cookie_enabled(cookie);
162 #else
163         return false;
164 #endif
165 }
166
167 /*
168  * Get a ref on a netfs group attached to a dirty page (e.g. a ceph snap).
169  */
170 static inline struct netfs_group *netfs_get_group(struct netfs_group *netfs_group)
171 {
172         if (netfs_group)
173                 refcount_inc(&netfs_group->ref);
174         return netfs_group;
175 }
176
177 /*
178  * Dispose of a netfs group attached to a dirty page (e.g. a ceph snap).
179  */
180 static inline void netfs_put_group(struct netfs_group *netfs_group)
181 {
182         if (netfs_group && refcount_dec_and_test(&netfs_group->ref))
183                 netfs_group->free(netfs_group);
184 }
185
186 /*
187  * Dispose of a netfs group attached to a dirty page (e.g. a ceph snap).
188  */
189 static inline void netfs_put_group_many(struct netfs_group *netfs_group, int nr)
190 {
191         if (netfs_group && refcount_sub_and_test(nr, &netfs_group->ref))
192                 netfs_group->free(netfs_group);
193 }
194
195 /*
196  * fscache-cache.c
197  */
198 #ifdef CONFIG_PROC_FS
199 extern const struct seq_operations fscache_caches_seq_ops;
200 #endif
201 bool fscache_begin_cache_access(struct fscache_cache *cache, enum fscache_access_trace why);
202 void fscache_end_cache_access(struct fscache_cache *cache, enum fscache_access_trace why);
203 struct fscache_cache *fscache_lookup_cache(const char *name, bool is_cache);
204 void fscache_put_cache(struct fscache_cache *cache, enum fscache_cache_trace where);
205
206 static inline enum fscache_cache_state fscache_cache_state(const struct fscache_cache *cache)
207 {
208         return smp_load_acquire(&cache->state);
209 }
210
211 static inline bool fscache_cache_is_live(const struct fscache_cache *cache)
212 {
213         return fscache_cache_state(cache) == FSCACHE_CACHE_IS_ACTIVE;
214 }
215
216 static inline void fscache_set_cache_state(struct fscache_cache *cache,
217                                            enum fscache_cache_state new_state)
218 {
219         smp_store_release(&cache->state, new_state);
220
221 }
222
223 static inline bool fscache_set_cache_state_maybe(struct fscache_cache *cache,
224                                                  enum fscache_cache_state old_state,
225                                                  enum fscache_cache_state new_state)
226 {
227         return try_cmpxchg_release(&cache->state, &old_state, new_state);
228 }
229
230 /*
231  * fscache-cookie.c
232  */
233 extern struct kmem_cache *fscache_cookie_jar;
234 #ifdef CONFIG_PROC_FS
235 extern const struct seq_operations fscache_cookies_seq_ops;
236 #endif
237 extern struct timer_list fscache_cookie_lru_timer;
238
239 extern void fscache_print_cookie(struct fscache_cookie *cookie, char prefix);
240 extern bool fscache_begin_cookie_access(struct fscache_cookie *cookie,
241                                         enum fscache_access_trace why);
242
243 static inline void fscache_see_cookie(struct fscache_cookie *cookie,
244                                       enum fscache_cookie_trace where)
245 {
246         trace_fscache_cookie(cookie->debug_id, refcount_read(&cookie->ref),
247                              where);
248 }
249
250 /*
251  * fscache-main.c
252  */
253 extern unsigned int fscache_hash(unsigned int salt, const void *data, size_t len);
254 #ifdef CONFIG_FSCACHE
255 int __init fscache_init(void);
256 void __exit fscache_exit(void);
257 #else
258 static inline int fscache_init(void) { return 0; }
259 static inline void fscache_exit(void) {}
260 #endif
261
262 /*
263  * fscache-proc.c
264  */
265 #ifdef CONFIG_PROC_FS
266 extern int __init fscache_proc_init(void);
267 extern void fscache_proc_cleanup(void);
268 #else
269 #define fscache_proc_init()     (0)
270 #define fscache_proc_cleanup()  do {} while (0)
271 #endif
272
273 /*
274  * fscache-stats.c
275  */
276 #ifdef CONFIG_FSCACHE_STATS
277 extern atomic_t fscache_n_volumes;
278 extern atomic_t fscache_n_volumes_collision;
279 extern atomic_t fscache_n_volumes_nomem;
280 extern atomic_t fscache_n_cookies;
281 extern atomic_t fscache_n_cookies_lru;
282 extern atomic_t fscache_n_cookies_lru_expired;
283 extern atomic_t fscache_n_cookies_lru_removed;
284 extern atomic_t fscache_n_cookies_lru_dropped;
285
286 extern atomic_t fscache_n_acquires;
287 extern atomic_t fscache_n_acquires_ok;
288 extern atomic_t fscache_n_acquires_oom;
289
290 extern atomic_t fscache_n_invalidates;
291
292 extern atomic_t fscache_n_relinquishes;
293 extern atomic_t fscache_n_relinquishes_retire;
294 extern atomic_t fscache_n_relinquishes_dropped;
295
296 extern atomic_t fscache_n_resizes;
297 extern atomic_t fscache_n_resizes_null;
298
299 static inline void fscache_stat(atomic_t *stat)
300 {
301         atomic_inc(stat);
302 }
303
304 static inline void fscache_stat_d(atomic_t *stat)
305 {
306         atomic_dec(stat);
307 }
308
309 #define __fscache_stat(stat) (stat)
310
311 int fscache_stats_show(struct seq_file *m);
312 #else
313
314 #define __fscache_stat(stat) (NULL)
315 #define fscache_stat(stat) do {} while (0)
316 #define fscache_stat_d(stat) do {} while (0)
317
318 static inline int fscache_stats_show(struct seq_file *m) { return 0; }
319 #endif
320
321 /*
322  * fscache-volume.c
323  */
324 #ifdef CONFIG_PROC_FS
325 extern const struct seq_operations fscache_volumes_seq_ops;
326 #endif
327
328 struct fscache_volume *fscache_get_volume(struct fscache_volume *volume,
329                                           enum fscache_volume_trace where);
330 void fscache_put_volume(struct fscache_volume *volume,
331                         enum fscache_volume_trace where);
332 bool fscache_begin_volume_access(struct fscache_volume *volume,
333                                  struct fscache_cookie *cookie,
334                                  enum fscache_access_trace why);
335 void fscache_create_volume(struct fscache_volume *volume, bool wait);
336
337 /*****************************************************************************/
338 /*
339  * debug tracing
340  */
341 #define dbgprintk(FMT, ...) \
342         printk("[%-6.6s] "FMT"\n", current->comm, ##__VA_ARGS__)
343
344 #define kenter(FMT, ...) dbgprintk("==> %s("FMT")", __func__, ##__VA_ARGS__)
345 #define kleave(FMT, ...) dbgprintk("<== %s()"FMT"", __func__, ##__VA_ARGS__)
346 #define kdebug(FMT, ...) dbgprintk(FMT, ##__VA_ARGS__)
347
348 #ifdef __KDEBUG
349 #define _enter(FMT, ...) kenter(FMT, ##__VA_ARGS__)
350 #define _leave(FMT, ...) kleave(FMT, ##__VA_ARGS__)
351 #define _debug(FMT, ...) kdebug(FMT, ##__VA_ARGS__)
352
353 #elif defined(CONFIG_NETFS_DEBUG)
354 #define _enter(FMT, ...)                        \
355 do {                                            \
356         if (netfs_debug)                        \
357                 kenter(FMT, ##__VA_ARGS__);     \
358 } while (0)
359
360 #define _leave(FMT, ...)                        \
361 do {                                            \
362         if (netfs_debug)                        \
363                 kleave(FMT, ##__VA_ARGS__);     \
364 } while (0)
365
366 #define _debug(FMT, ...)                        \
367 do {                                            \
368         if (netfs_debug)                        \
369                 kdebug(FMT, ##__VA_ARGS__);     \
370 } while (0)
371
372 #else
373 #define _enter(FMT, ...) no_printk("==> %s("FMT")", __func__, ##__VA_ARGS__)
374 #define _leave(FMT, ...) no_printk("<== %s()"FMT"", __func__, ##__VA_ARGS__)
375 #define _debug(FMT, ...) no_printk(FMT, ##__VA_ARGS__)
376 #endif
377
378 /*
379  * assertions
380  */
381 #if 1 /* defined(__KDEBUGALL) */
382
383 #define ASSERT(X)                                                       \
384 do {                                                                    \
385         if (unlikely(!(X))) {                                           \
386                 pr_err("\n");                                   \
387                 pr_err("Assertion failed\n");   \
388                 BUG();                                                  \
389         }                                                               \
390 } while (0)
391
392 #define ASSERTCMP(X, OP, Y)                                             \
393 do {                                                                    \
394         if (unlikely(!((X) OP (Y)))) {                                  \
395                 pr_err("\n");                                   \
396                 pr_err("Assertion failed\n");   \
397                 pr_err("%lx " #OP " %lx is false\n",            \
398                        (unsigned long)(X), (unsigned long)(Y));         \
399                 BUG();                                                  \
400         }                                                               \
401 } while (0)
402
403 #define ASSERTIF(C, X)                                                  \
404 do {                                                                    \
405         if (unlikely((C) && !(X))) {                                    \
406                 pr_err("\n");                                   \
407                 pr_err("Assertion failed\n");   \
408                 BUG();                                                  \
409         }                                                               \
410 } while (0)
411
412 #define ASSERTIFCMP(C, X, OP, Y)                                        \
413 do {                                                                    \
414         if (unlikely((C) && !((X) OP (Y)))) {                           \
415                 pr_err("\n");                                   \
416                 pr_err("Assertion failed\n");   \
417                 pr_err("%lx " #OP " %lx is false\n",            \
418                        (unsigned long)(X), (unsigned long)(Y));         \
419                 BUG();                                                  \
420         }                                                               \
421 } while (0)
422
423 #else
424
425 #define ASSERT(X)                       do {} while (0)
426 #define ASSERTCMP(X, OP, Y)             do {} while (0)
427 #define ASSERTIF(C, X)                  do {} while (0)
428 #define ASSERTIFCMP(C, X, OP, Y)        do {} while (0)
429
430 #endif /* assert or not */