fs/nfs/nfs4filelayoutdev.c

   1 /*
   2  *  Device operations for the pnfs nfs4 file layout driver.
   3  *
   4  *  Copyright (c) 2002
   5  *  The Regents of the University of Michigan
   6  *  All Rights Reserved
   7  *
   8  *  Dean Hildebrand <dhildebz@umich.edu>
   9  *  Garth Goodson   <Garth.Goodson@netapp.com>
  10  *
  11  *  Permission is granted to use, copy, create derivative works, and
  12  *  redistribute this software and such derivative works for any purpose,
  13  *  so long as the name of the University of Michigan is not used in
  14  *  any advertising or publicity pertaining to the use or distribution
  15  *  of this software without specific, written prior authorization. If
  16  *  the above copyright notice or any other identification of the
  17  *  University of Michigan is included in any copy of any portion of
  18  *  this software, then the disclaimer below must also be included.
  19  *
  20  *  This software is provided as is, without representation or warranty
  21  *  of any kind either express or implied, including without limitation
  22  *  the implied warranties of merchantability, fitness for a particular
  23  *  purpose, or noninfringement.  The Regents of the University of
  24  *  Michigan shall not be liable for any damages, including special,
  25  *  indirect, incidental, or consequential damages, with respect to any
  26  *  claim arising out of or in connection with the use of the software,
  27  *  even if it has been or is hereafter advised of the possibility of
  28  *  such damages.
  29  */
  30
  31 #include <linux/nfs_fs.h>
  32 #include <linux/vmalloc.h>
  33
  34 #include "internal.h"
  35 #include "nfs4filelayout.h"
  36
  37 #define NFSDBG_FACILITY         NFSDBG_PNFS_LD
  38
  39 /*
  40  * Data server cache
  41  *
  42  * Data servers can be mapped to different device ids.
  43  * nfs4_pnfs_ds reference counting
  44  *   - set to 1 on allocation
  45  *   - incremented when a device id maps a data server already in the cache.
  46  *   - decremented when deviceid is removed from the cache.
  47  */
  48 DEFINE_SPINLOCK(nfs4_ds_cache_lock);
  49 static LIST_HEAD(nfs4_data_server_cache);
  50
  51 /* Debug routines */
  52 void
  53 print_ds(struct nfs4_pnfs_ds *ds)
  54 {
  55         if (ds == NULL) {
  56                 printk("%s NULL device\n", __func__);
  57                 return;
  58         }
  59         printk("        ip_addr %x port %hu\n"
  60                 "        ref count %d\n"
  61                 "        client %p\n"
  62                 "        cl_exchange_flags %x\n",
  63                 ntohl(ds->ds_ip_addr), ntohs(ds->ds_port),
  64                 atomic_read(&ds->ds_count), ds->ds_clp,
  65                 ds->ds_clp ? ds->ds_clp->cl_exchange_flags : 0);
  66 }
  67
  68 void
  69 print_ds_list(struct nfs4_file_layout_dsaddr *dsaddr)
  70 {
  71         int i;
  72
  73         ifdebug(FACILITY) {
  74                 printk("%s dsaddr->ds_num %d\n", __func__,
  75                        dsaddr->ds_num);
  76                 for (i = 0; i < dsaddr->ds_num; i++)
  77                         print_ds(dsaddr->ds_list[i]);
  78         }
  79 }
  80
  81 void print_deviceid(struct nfs4_deviceid *id)
  82 {
  83         u32 *p = (u32 *)id;
  84
  85         dprintk("%s: device id= [%x%x%x%x]\n", __func__,
  86                 p[0], p[1], p[2], p[3]);
  87 }
  88
  89 /* nfs4_ds_cache_lock is held */
  90 static struct nfs4_pnfs_ds *
  91 _data_server_lookup_locked(u32 ip_addr, u32 port)
  92 {
  93         struct nfs4_pnfs_ds *ds;
  94
  95         dprintk("_data_server_lookup: ip_addr=%x port=%hu\n",
  96                         ntohl(ip_addr), ntohs(port));
  97
  98         list_for_each_entry(ds, &nfs4_data_server_cache, ds_node) {
  99                 if (ds->ds_ip_addr == ip_addr &&
 100                     ds->ds_port == port) {
 101                         return ds;
 102                 }
 103         }
 104         return NULL;
 105 }
 106
 107 /*
 108  * Create an rpc connection to the nfs4_pnfs_ds data server
 109  * Currently only support IPv4
 110  */
 111 static int
 112 nfs4_ds_connect(struct nfs_server *mds_srv, struct nfs4_pnfs_ds *ds)
 113 {
 114         struct nfs_client *clp;
 115         struct sockaddr_in sin;
 116         int status = 0;
 117
 118         dprintk("--> %s ip:port %x:%hu au_flavor %d\n", __func__,
 119                 ntohl(ds->ds_ip_addr), ntohs(ds->ds_port),
 120                 mds_srv->nfs_client->cl_rpcclient->cl_auth->au_flavor);
 121
 122         sin.sin_family = AF_INET;
 123         sin.sin_addr.s_addr = ds->ds_ip_addr;
 124         sin.sin_port = ds->ds_port;
 125
 126         clp = nfs4_set_ds_client(mds_srv->nfs_client, (struct sockaddr *)&sin,
 127                                  sizeof(sin), IPPROTO_TCP);
 128         if (IS_ERR(clp)) {
 129                 status = PTR_ERR(clp);
 130                 goto out;
 131         }
 132
 133         if ((clp->cl_exchange_flags & EXCHGID4_FLAG_MASK_PNFS) != 0) {
 134                 if (!is_ds_client(clp)) {
 135                         status = -ENODEV;
 136                         goto out_put;
 137                 }
 138                 ds->ds_clp = clp;
 139                 dprintk("%s [existing] ip=%x, port=%hu\n", __func__,
 140                         ntohl(ds->ds_ip_addr), ntohs(ds->ds_port));
 141                 goto out;
 142         }
 143
 144         /*
 145          * Do not set NFS_CS_CHECK_LEASE_TIME instead set the DS lease to
 146          * be equal to the MDS lease. Renewal is scheduled in create_session.
 147          */
 148         spin_lock(&mds_srv->nfs_client->cl_lock);
 149         clp->cl_lease_time = mds_srv->nfs_client->cl_lease_time;
 150         spin_unlock(&mds_srv->nfs_client->cl_lock);
 151         clp->cl_last_renewal = jiffies;
 152
 153         /* New nfs_client */
 154         status = nfs4_init_ds_session(clp);
 155         if (status)
 156                 goto out_put;
 157
 158         ds->ds_clp = clp;
 159         dprintk("%s [new] ip=%x, port=%hu\n", __func__, ntohl(ds->ds_ip_addr),
 160                 ntohs(ds->ds_port));
 161 out:
 162         return status;
 163 out_put:
 164         nfs_put_client(clp);
 165         goto out;
 166 }
 167
 168 static void
 169 destroy_ds(struct nfs4_pnfs_ds *ds)
 170 {
 171         dprintk("--> %s\n", __func__);
 172         ifdebug(FACILITY)
 173                 print_ds(ds);
 174
 175         if (ds->ds_clp)
 176                 nfs_put_client(ds->ds_clp);
 177         kfree(ds);
 178 }
 179
 180 static void
 181 nfs4_fl_free_deviceid(struct nfs4_file_layout_dsaddr *dsaddr)
 182 {
 183         struct nfs4_pnfs_ds *ds;
 184         int i;
 185
 186         print_deviceid(&dsaddr->deviceid.de_id);
 187
 188         for (i = 0; i < dsaddr->ds_num; i++) {
 189                 ds = dsaddr->ds_list[i];
 190                 if (ds != NULL) {
 191                         if (atomic_dec_and_lock(&ds->ds_count,
 192                                                 &nfs4_ds_cache_lock)) {
 193                                 list_del_init(&ds->ds_node);
 194                                 spin_unlock(&nfs4_ds_cache_lock);
 195                                 destroy_ds(ds);
 196                         }
 197                 }
 198         }
 199         kfree(dsaddr->stripe_indices);
 200         kfree(dsaddr);
 201 }
 202
 203 void
 204 nfs4_fl_free_deviceid_callback(struct pnfs_deviceid_node *device)
 205 {
 206         struct nfs4_file_layout_dsaddr *dsaddr =
 207                 container_of(device, struct nfs4_file_layout_dsaddr, deviceid);
 208
 209         nfs4_fl_free_deviceid(dsaddr);
 210 }
 211
 212 static struct nfs4_pnfs_ds *
 213 nfs4_pnfs_ds_add(struct inode *inode, u32 ip_addr, u32 port)
 214 {
 215         struct nfs4_pnfs_ds *tmp_ds, *ds;
 216
 217         ds = kzalloc(sizeof(*tmp_ds), GFP_KERNEL);
 218         if (!ds)
 219                 goto out;
 220
 221         spin_lock(&nfs4_ds_cache_lock);
 222         tmp_ds = _data_server_lookup_locked(ip_addr, port);
 223         if (tmp_ds == NULL) {
 224                 ds->ds_ip_addr = ip_addr;
 225                 ds->ds_port = port;
 226                 atomic_set(&ds->ds_count, 1);
 227                 INIT_LIST_HEAD(&ds->ds_node);
 228                 ds->ds_clp = NULL;
 229                 list_add(&ds->ds_node, &nfs4_data_server_cache);
 230                 dprintk("%s add new data server ip 0x%x\n", __func__,
 231                         ds->ds_ip_addr);
 232         } else {
 233                 kfree(ds);
 234                 atomic_inc(&tmp_ds->ds_count);
 235                 dprintk("%s data server found ip 0x%x, inc'ed ds_count to %d\n",
 236                         __func__, tmp_ds->ds_ip_addr,
 237                         atomic_read(&tmp_ds->ds_count));
 238                 ds = tmp_ds;
 239         }
 240         spin_unlock(&nfs4_ds_cache_lock);
 241 out:
 242         return ds;
 243 }
 244
 245 /*
 246  * Currently only support ipv4, and one multi-path address.
 247  */
 248 static struct nfs4_pnfs_ds *
 249 decode_and_add_ds(__be32 **pp, struct inode *inode)
 250 {
 251         struct nfs4_pnfs_ds *ds = NULL;
 252         char *buf;
 253         const char *ipend, *pstr;
 254         u32 ip_addr, port;
 255         int nlen, rlen, i;
 256         int tmp[2];
 257         __be32 *r_netid, *r_addr, *p = *pp;
 258
 259         /* r_netid */
 260         nlen = be32_to_cpup(p++);
 261         r_netid = p;
 262         p += XDR_QUADLEN(nlen);
 263
 264         /* r_addr */
 265         rlen = be32_to_cpup(p++);
 266         r_addr = p;
 267         p += XDR_QUADLEN(rlen);
 268         *pp = p;
 269
 270         /* Check that netid is "tcp" */
 271         if (nlen != 3 ||  memcmp((char *)r_netid, "tcp", 3)) {
 272                 dprintk("%s: ERROR: non ipv4 TCP r_netid\n", __func__);
 273                 goto out_err;
 274         }
 275
 276         /* ipv6 length plus port is legal */
 277         if (rlen > INET6_ADDRSTRLEN + 8) {
 278                 dprintk("%s: Invalid address, length %d\n", __func__,
 279                         rlen);
 280                 goto out_err;
 281         }
 282         buf = kmalloc(rlen + 1, GFP_KERNEL);
 283         if (!buf) {
 284                 dprintk("%s: Not enough memory\n", __func__);
 285                 goto out_err;
 286         }
 287         buf[rlen] = '\0';
 288         memcpy(buf, r_addr, rlen);
 289
 290         /* replace the port dots with dashes for the in4_pton() delimiter*/
 291         for (i = 0; i < 2; i++) {
 292                 char *res = strrchr(buf, '.');
 293                 if (!res) {
 294                         dprintk("%s: Failed finding expected dots in port\n",
 295                                 __func__);
 296                         goto out_free;
 297                 }
 298                 *res = '-';
 299         }
 300
 301         /* Currently only support ipv4 address */
 302         if (in4_pton(buf, rlen, (u8 *)&ip_addr, '-', &ipend) == 0) {
 303                 dprintk("%s: Only ipv4 addresses supported\n", __func__);
 304                 goto out_free;
 305         }
 306
 307         /* port */
 308         pstr = ipend;
 309         sscanf(pstr, "-%d-%d", &tmp[0], &tmp[1]);
 310         port = htons((tmp[0] << 8) | (tmp[1]));
 311
 312         ds = nfs4_pnfs_ds_add(inode, ip_addr, port);
 313         dprintk("%s: Decoded address and port %s\n", __func__, buf);
 314 out_free:
 315         kfree(buf);
 316 out_err:
 317         return ds;
 318 }
 319
 320 /* Decode opaque device data and return the result */
 321 static struct nfs4_file_layout_dsaddr*
 322 decode_device(struct inode *ino, struct pnfs_device *pdev)
 323 {
 324         int i, dummy;
 325         u32 cnt, num;
 326         u8 *indexp;
 327         __be32 *p = (__be32 *)pdev->area, *indicesp;
 328         struct nfs4_file_layout_dsaddr *dsaddr;
 329
 330         /* Get the stripe count (number of stripe index) */
 331         cnt = be32_to_cpup(p++);
 332         dprintk("%s stripe count  %d\n", __func__, cnt);
 333         if (cnt > NFS4_PNFS_MAX_STRIPE_CNT) {
 334                 printk(KERN_WARNING "%s: stripe count %d greater than "
 335                        "supported maximum %d\n", __func__,
 336                         cnt, NFS4_PNFS_MAX_STRIPE_CNT);
 337                 goto out_err;
 338         }
 339
 340         /* Check the multipath list count */
 341         indicesp = p;
 342         p += XDR_QUADLEN(cnt << 2);
 343         num = be32_to_cpup(p++);
 344         dprintk("%s ds_num %u\n", __func__, num);
 345         if (num > NFS4_PNFS_MAX_MULTI_CNT) {
 346                 printk(KERN_WARNING "%s: multipath count %d greater than "
 347                         "supported maximum %d\n", __func__,
 348                         num, NFS4_PNFS_MAX_MULTI_CNT);
 349                 goto out_err;
 350         }
 351         dsaddr = kzalloc(sizeof(*dsaddr) +
 352                         (sizeof(struct nfs4_pnfs_ds *) * (num - 1)),
 353                         GFP_KERNEL);
 354         if (!dsaddr)
 355                 goto out_err;
 356
 357         dsaddr->stripe_indices = kzalloc(sizeof(u8) * cnt, GFP_KERNEL);
 358         if (!dsaddr->stripe_indices)
 359                 goto out_err_free;
 360
 361         dsaddr->stripe_count = cnt;
 362         dsaddr->ds_num = num;
 363
 364         memcpy(&dsaddr->deviceid.de_id, &pdev->dev_id, sizeof(pdev->dev_id));
 365
 366         /* Go back an read stripe indices */
 367         p = indicesp;
 368         indexp = &dsaddr->stripe_indices[0];
 369         for (i = 0; i < dsaddr->stripe_count; i++) {
 370                 *indexp = be32_to_cpup(p++);
 371                 if (*indexp >= num)
 372                         goto out_err_free;
 373                 indexp++;
 374         }
 375         /* Skip already read multipath list count */
 376         p++;
 377
 378         for (i = 0; i < dsaddr->ds_num; i++) {
 379                 int j;
 380
 381                 dummy = be32_to_cpup(p++); /* multipath count */
 382                 if (dummy > 1) {
 383                         printk(KERN_WARNING
 384                                "%s: Multipath count %d not supported, "
 385                                "skipping all greater than 1\n", __func__,
 386                                 dummy);
 387                 }
 388                 for (j = 0; j < dummy; j++) {
 389                         if (j == 0) {
 390                                 dsaddr->ds_list[i] = decode_and_add_ds(&p, ino);
 391                                 if (dsaddr->ds_list[i] == NULL)
 392                                         goto out_err_free;
 393                         } else {
 394                                 u32 len;
 395                                 /* skip extra multipath */
 396                                 len = be32_to_cpup(p++);
 397                                 p += XDR_QUADLEN(len);
 398                                 len = be32_to_cpup(p++);
 399                                 p += XDR_QUADLEN(len);
 400                                 continue;
 401                         }
 402                 }
 403         }
 404         return dsaddr;
 405
 406 out_err_free:
 407         nfs4_fl_free_deviceid(dsaddr);
 408 out_err:
 409         dprintk("%s ERROR: returning NULL\n", __func__);
 410         return NULL;
 411 }
 412
 413 /*
 414  * Decode the opaque device specified in 'dev'
 415  * and add it to the list of available devices.
 416  * If the deviceid is already cached, nfs4_add_deviceid will return
 417  * a pointer to the cached struct and throw away the new.
 418  */
 419 static struct nfs4_file_layout_dsaddr*
 420 decode_and_add_device(struct inode *inode, struct pnfs_device *dev)
 421 {
 422         struct nfs4_file_layout_dsaddr *dsaddr;
 423         struct pnfs_deviceid_node *d;
 424
 425         dsaddr = decode_device(inode, dev);
 426         if (!dsaddr) {
 427                 printk(KERN_WARNING "%s: Could not decode or add device\n",
 428                         __func__);
 429                 return NULL;
 430         }
 431
 432         d = pnfs_add_deviceid(NFS_SERVER(inode)->nfs_client->cl_devid_cache,
 433                               &dsaddr->deviceid);
 434
 435         return container_of(d, struct nfs4_file_layout_dsaddr, deviceid);
 436 }
 437
 438 /*
 439  * Retrieve the information for dev_id, add it to the list
 440  * of available devices, and return it.
 441  */
 442 struct nfs4_file_layout_dsaddr *
 443 get_device_info(struct inode *inode, struct nfs4_deviceid *dev_id)
 444 {
 445         struct pnfs_device *pdev = NULL;
 446         u32 max_resp_sz;
 447         int max_pages;
 448         struct page **pages = NULL;
 449         struct nfs4_file_layout_dsaddr *dsaddr = NULL;
 450         int rc, i;
 451         struct nfs_server *server = NFS_SERVER(inode);
 452
 453         /*
 454          * Use the session max response size as the basis for setting
 455          * GETDEVICEINFO's maxcount
 456          */
 457         max_resp_sz = server->nfs_client->cl_session->fc_attrs.max_resp_sz;
 458         max_pages = max_resp_sz >> PAGE_SHIFT;
 459         dprintk("%s inode %p max_resp_sz %u max_pages %d\n",
 460                 __func__, inode, max_resp_sz, max_pages);
 461
 462         pdev = kzalloc(sizeof(struct pnfs_device), GFP_KERNEL);
 463         if (pdev == NULL)
 464                 return NULL;
 465
 466         pages = kzalloc(max_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
 467         if (pages == NULL) {
 468                 kfree(pdev);
 469                 return NULL;
 470         }
 471         for (i = 0; i < max_pages; i++) {
 472                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL);
 473                 if (!pages[i])
 474                         goto out_free;
 475         }
 476
 477         /* set pdev->area */
 478         pdev->area = vmap(pages, max_pages, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
 479         if (!pdev->area)
 480                 goto out_free;
 481
 482         memcpy(&pdev->dev_id, dev_id, sizeof(*dev_id));
 483         pdev->layout_type = LAYOUT_NFSV4_1_FILES;
 484         pdev->pages = pages;
 485         pdev->pgbase = 0;
 486         pdev->pglen = PAGE_SIZE * max_pages;
 487         pdev->mincount = 0;
 488
 489         rc = nfs4_proc_getdeviceinfo(server, pdev);
 490         dprintk("%s getdevice info returns %d\n", __func__, rc);
 491         if (rc)
 492                 goto out_free;
 493
 494         /*
 495          * Found new device, need to decode it and then add it to the
 496          * list of known devices for this mountpoint.
 497          */
 498         dsaddr = decode_and_add_device(inode, pdev);
 499 out_free:
 500         if (pdev->area != NULL)
 501                 vunmap(pdev->area);
 502         for (i = 0; i < max_pages; i++)
 503                 __free_page(pages[i]);
 504         kfree(pages);
 505         kfree(pdev);
 506         dprintk("<-- %s dsaddr %p\n", __func__, dsaddr);
 507         return dsaddr;
 508 }
 509
 510 struct nfs4_file_layout_dsaddr *
 511 nfs4_fl_find_get_deviceid(struct nfs_client *clp, struct nfs4_deviceid *id)
 512 {
 513         struct pnfs_deviceid_node *d;
 514
 515         d = pnfs_find_get_deviceid(clp->cl_devid_cache, id);
 516         return (d == NULL) ? NULL :
 517                 container_of(d, struct nfs4_file_layout_dsaddr, deviceid);
 518 }
 519
 520 /*
 521  * Want res = (offset - layout->pattern_offset)/ layout->stripe_unit
 522  * Then: ((res + fsi) % dsaddr->stripe_count)
 523  */
 524 u32
 525 nfs4_fl_calc_j_index(struct pnfs_layout_segment *lseg, loff_t offset)
 526 {
 527         struct nfs4_filelayout_segment *flseg = FILELAYOUT_LSEG(lseg);
 528         u64 tmp;
 529
 530         tmp = offset - flseg->pattern_offset;
 531         do_div(tmp, flseg->stripe_unit);
 532         tmp += flseg->first_stripe_index;
 533         return do_div(tmp, flseg->dsaddr->stripe_count);
 534 }
 535
 536 u32
 537 nfs4_fl_calc_ds_index(struct pnfs_layout_segment *lseg, u32 j)
 538 {
 539         return FILELAYOUT_LSEG(lseg)->dsaddr->stripe_indices[j];
 540 }
 541
 542 struct nfs_fh *
 543 nfs4_fl_select_ds_fh(struct pnfs_layout_segment *lseg, u32 j)
 544 {
 545         struct nfs4_filelayout_segment *flseg = FILELAYOUT_LSEG(lseg);
 546         u32 i;
 547
 548         if (flseg->stripe_type == STRIPE_SPARSE) {
 549                 if (flseg->num_fh == 1)
 550                         i = 0;
 551                 else if (flseg->num_fh == 0)
 552                         /* Use the MDS OPEN fh set in nfs_read_rpcsetup */
 553                         return NULL;
 554                 else
 555                         i = nfs4_fl_calc_ds_index(lseg, j);
 556         } else
 557                 i = j;
 558         return flseg->fh_array[i];
 559 }
 560
 561 struct nfs4_pnfs_ds *
 562 nfs4_fl_prepare_ds(struct pnfs_layout_segment *lseg, u32 ds_idx)
 563 {
 564         struct nfs4_file_layout_dsaddr *dsaddr = FILELAYOUT_LSEG(lseg)->dsaddr;
 565         struct nfs4_pnfs_ds *ds = dsaddr->ds_list[ds_idx];
 566
 567         if (ds == NULL) {
 568                 printk(KERN_ERR "%s: No data server for offset index %d\n",
 569                         __func__, ds_idx);
 570                 return NULL;
 571         }
 572
 573         if (!ds->ds_clp) {
 574                 int err;
 575
 576                 err = nfs4_ds_connect(NFS_SERVER(lseg->pls_layout->plh_inode),
 577                                           dsaddr->ds_list[ds_idx]);
 578                 if (err) {
 579                         printk(KERN_ERR "%s nfs4_ds_connect error %d\n",
 580                                __func__, err);
 581                         return NULL;
 582                 }
 583         }
 584         return ds;
 585 }