// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright 2023 Red Hat
 */

#include "action-manager.h"

#include "memory-alloc.h"
#include "permassert.h"

#include "admin-state.h"
#include "completion.h"
#include "status-codes.h"
#include "types.h"
#include "vdo.h"

/**
 * struct action - An action to be performed in each of a set of zones.
 * @in_use: Whether this structure is in use.
 * @operation: The admin operation associated with this action.
 * @preamble: The method to run on the initiator thread before the action is applied to each zone.
 * @zone_action: The action to be performed in each zone.
 * @conclusion: The method to run on the initiator thread after the action is applied to each zone.
 * @parent: The object to notify when the action is complete.
 * @context: The action specific context.
 * @next: The action to perform after this one.
 */
struct action {
 bool in_use;
 const struct admin_state_code *operation;
 vdo_action_preamble_fn preamble;
 vdo_zone_action_fn zone_action;
 vdo_action_conclusion_fn conclusion;
 struct vdo_completion *parent;
 void *context;
 struct action *next;
};

/**
 * struct action_manager - Definition of an action manager.
 * @completion: The completion for performing actions.
 * @state: The state of this action manager.
 * @actions: The two action slots.
 * @current_action: The current action slot.
 * @zones: The number of zones in which an action is to be applied.
 * @Scheduler: A function to schedule a default next action.
 * @get_zone_thread_id: A function to get the id of the thread on which to apply an action to a
 *                      zone.
 * @initiator_thread_id: The ID of the thread on which actions may be initiated.
 * @context: Opaque data associated with this action manager.
 * @acting_zone: The zone currently being acted upon.
 */
struct action_manager {
 struct vdo_completion completion;
 struct admin_state state;
 struct action actions[2];
 struct action *current_action;
 zone_count_t zones;
 vdo_action_scheduler_fn scheduler;
 vdo_zone_thread_getter_fn get_zone_thread_id;
 thread_id_t initiator_thread_id;
 void *context;
 zone_count_t acting_zone;
};

static inline struct action_manager *as_action_manager(struct vdo_completion *completion)
{
 vdo_assert_completion_type(completion, VDO_ACTION_COMPLETION);
 return container_of(completion, struct action_manager, completion);
}

/* Implements vdo_action_scheduler_fn. */
static bool no_default_action(void *context __always_unused)
{
 return false;
}

/* Implements vdo_action_preamble_fn. */
static void no_preamble(void *context __always_unused, struct vdo_completion *completion)
{
 vdo_finish_completion(completion);
}

/* Implements vdo_action_conclusion_fn. */
static int no_conclusion(void *context __always_unused)
{
 return VDO_SUCCESS;
}

/**
 * vdo_make_action_manager() - Make an action manager.
 * @zones: The number of zones to which actions will be applied.
 * @get_zone_thread_id: A function to get the thread id associated with a zone.
 * @initiator_thread_id: The thread on which actions may initiated.
 * @context: The object which holds the per-zone context for the action.
 * @scheduler: A function to schedule a next action after an action concludes if there is no
 *             pending action (may be NULL).
 * @vdo: The vdo used to initialize completions.
 * @manager_ptr: A pointer to hold the new action manager.
 *
 * Return: VDO_SUCCESS or an error code.
 */
int vdo_make_action_manager(zone_count_t zones,
       vdo_zone_thread_getter_fn get_zone_thread_id,
       thread_id_t initiator_thread_id, void *context,
       vdo_action_scheduler_fn scheduler, struct vdo *vdo,
       struct action_manager **manager_ptr)
{
 struct action_manager *manager;
 int result = vdo_allocate(1, struct action_manager, __func__, &manager);

 if (result != VDO_SUCCESS)
  return result;

 *manager = (struct action_manager) {
  .zones = zones,
  .scheduler =
   ((scheduler == NULL) ? no_default_action : scheduler),
  .get_zone_thread_id = get_zone_thread_id,
  .initiator_thread_id = initiator_thread_id,
  .context = context,
 };

 manager->actions[0].next = &manager->actions[1];
 manager->current_action = manager->actions[1].next =
  &manager->actions[0];
 vdo_set_admin_state_code(&manager->state, VDO_ADMIN_STATE_NORMAL_OPERATION);
 vdo_initialize_completion(&manager->completion, vdo, VDO_ACTION_COMPLETION);
 *manager_ptr = manager;
 return VDO_SUCCESS;
}

const struct admin_state_code *vdo_get_current_manager_operation(struct action_manager *manager)
{
 return vdo_get_admin_state_code(&manager->state);
}

void *vdo_get_current_action_context(struct action_manager *manager)
{
 return manager->current_action->in_use ? manager->current_action->context : NULL;
}

static void finish_action_callback(struct vdo_completion *completion);
static void apply_to_zone(struct vdo_completion *completion);

static thread_id_t get_acting_zone_thread_id(struct action_manager *manager)
{
 return manager->get_zone_thread_id(manager->context, manager->acting_zone);
}

static void preserve_error(struct vdo_completion *completion)
{
 if (completion->parent != NULL)
  vdo_set_completion_result(completion->parent, completion->result);

 vdo_reset_completion(completion);
 vdo_run_completion(completion);
}

static void prepare_for_next_zone(struct action_manager *manager)
{
 vdo_prepare_completion_for_requeue(&manager->completion, apply_to_zone,
        preserve_error,
        get_acting_zone_thread_id(manager),
        manager->current_action->parent);
}

static void prepare_for_conclusion(struct action_manager *manager)
{
 vdo_prepare_completion_for_requeue(&manager->completion, finish_action_callback,
        preserve_error, manager->initiator_thread_id,
        manager->current_action->parent);
}

static void apply_to_zone(struct vdo_completion *completion)
{
 zone_count_t zone;
 struct action_manager *manager = as_action_manager(completion);

 VDO_ASSERT_LOG_ONLY((vdo_get_callback_thread_id() == get_acting_zone_thread_id(manager)),
       "%s() called on acting zones's thread", __func__);

 zone = manager->acting_zone++;
 if (manager->acting_zone == manager->zones) {
  /*
   * We are about to apply to the last zone. Once that is finished, we're done, so go
   * back to the initiator thread and finish up.
 */
  prepare_for_conclusion(manager);
 } else {
  /* Prepare to come back on the next zone */
  prepare_for_next_zone(manager);
 }

 manager->current_action->zone_action(manager->context, zone, completion);
}

static void handle_preamble_error(struct vdo_completion *completion)
{
 /* Skip the zone actions since the preamble failed. */
 completion->callback = finish_action_callback;
 preserve_error(completion);
}

static void launch_current_action(struct action_manager *manager)
{
 struct action *action = manager->current_action;
 int result = vdo_start_operation(&manager->state, action->operation);

 if (result != VDO_SUCCESS) {
  if (action->parent != NULL)
   vdo_set_completion_result(action->parent, result);

  /* We aren't going to run the preamble, so don't run the conclusion */
  action->conclusion = no_conclusion;
  finish_action_callback(&manager->completion);
  return;
 }

 if (action->zone_action == NULL) {
  prepare_for_conclusion(manager);
 } else {
  manager->acting_zone = 0;
  vdo_prepare_completion_for_requeue(&manager->completion, apply_to_zone,
         handle_preamble_error,
         get_acting_zone_thread_id(manager),
         manager->current_action->parent);
 }

 action->preamble(manager->context, &manager->completion);
}

/**
 * vdo_schedule_default_action() - Attempt to schedule the default action.
 * @manager: The action manager.
 *
 * If the manager is not operating normally, the action will not be scheduled.
 *
 * Return: true if an action was scheduled.
 */
bool vdo_schedule_default_action(struct action_manager *manager)
{
 /* Don't schedule a default action if we are operating or not in normal operation. */
 const struct admin_state_code *code = vdo_get_current_manager_operation(manager);

 return ((code == VDO_ADMIN_STATE_NORMAL_OPERATION) &&
  manager->scheduler(manager->context));
}

static void finish_action_callback(struct vdo_completion *completion)
{
 bool has_next_action;
 int result;
 struct action_manager *manager = as_action_manager(completion);
 struct action action = *(manager->current_action);

 manager->current_action->in_use = false;
 manager->current_action = manager->current_action->next;

 /*
  * We need to check this now to avoid use-after-free issues if running the conclusion or
  * notifying the parent results in the manager being freed.
 */
 has_next_action =
  (manager->current_action->in_use || vdo_schedule_default_action(manager));
 result = action.conclusion(manager->context);
 vdo_finish_operation(&manager->state, VDO_SUCCESS);
 if (action.parent != NULL)
  vdo_continue_completion(action.parent, result);

 if (has_next_action)
  launch_current_action(manager);
}

/**
 * vdo_schedule_action() - Schedule an action to be applied to all zones.
 * @manager: The action manager to schedule the action on.
 * @preamble: A method to be invoked on the initiator thread once this action is started but before
 *            applying to each zone; may be NULL.
 * @action: The action to apply to each zone; may be NULL.
 * @conclusion: A method to be invoked back on the initiator thread once the action has been
 *              applied to all zones; may be NULL.
 * @parent: The object to notify once the action is complete or if the action can not be scheduled;
 *          may be NULL.
 *
 * The action will be launched immediately if there is no current action, or as soon as the current
 * action completes. If there is already a pending action, this action will not be scheduled, and,
 * if it has a parent, that parent will be notified. At least one of the preamble, action, or
 * conclusion must not be NULL.
 *
 * Return: true if the action was scheduled.
 */
bool vdo_schedule_action(struct action_manager *manager, vdo_action_preamble_fn preamble,
    vdo_zone_action_fn action, vdo_action_conclusion_fn conclusion,
    struct vdo_completion *parent)
{
 return vdo_schedule_operation(manager, VDO_ADMIN_STATE_OPERATING, preamble,
          action, conclusion, parent);
}

/**
 * vdo_schedule_operation() - Schedule an operation to be applied to all zones.
 * @manager: The action manager to schedule the action on.
 * @operation: The operation this action will perform
 * @preamble: A method to be invoked on the initiator thread once this action is started but before
 *            applying to each zone; may be NULL.
 * @action: The action to apply to each zone; may be NULL.
 * @conclusion: A method to be invoked back on the initiator thread once the action has been
 *              applied to all zones; may be NULL.
 * @parent: The object to notify once the action is complete or if the action can not be scheduled;
 *          may be NULL.
 *
 * The operation's action will be launched immediately if there is no current action, or as soon as
 * the current action completes. If there is already a pending action, this operation will not be
 * scheduled, and, if it has a parent, that parent will be notified. At least one of the preamble,
 * action, or conclusion must not be NULL.
 *
 * Return: true if the action was scheduled.
 */
bool vdo_schedule_operation(struct action_manager *manager,
       const struct admin_state_code *operation,
       vdo_action_preamble_fn preamble, vdo_zone_action_fn action,
       vdo_action_conclusion_fn conclusion,
       struct vdo_completion *parent)
{
 return vdo_schedule_operation_with_context(manager, operation, preamble, action,
         conclusion, NULL, parent);
}

/**
 * vdo_schedule_operation_with_context() - Schedule an operation on all zones.
 * @manager: The action manager to schedule the action on.
 * @operation: The operation this action will perform.
 * @preamble: A method to be invoked on the initiator thread once this action is started but before
 *            applying to each zone; may be NULL.
 * @action: The action to apply to each zone; may be NULL.
 * @conclusion: A method to be invoked back on the initiator thread once the action has been
 *              applied to all zones; may be NULL.
 * @context: An action-specific context which may be retrieved via
 *           vdo_get_current_action_context(); may be NULL.
 * @parent: The object to notify once the action is complete or if the action can not be scheduled;
 *          may be NULL.
 *
 * The operation's action will be launched immediately if there is no current action, or as soon as
 * the current action completes. If there is already a pending action, this operation will not be
 * scheduled, and, if it has a parent, that parent will be notified. At least one of the preamble,
 * action, or conclusion must not be NULL.
 *
 * Return: true if the action was scheduled
 */
bool vdo_schedule_operation_with_context(struct action_manager *manager,
      const struct admin_state_code *operation,
      vdo_action_preamble_fn preamble,
      vdo_zone_action_fn action,
      vdo_action_conclusion_fn conclusion,
      void *context, struct vdo_completion *parent)
{
 struct action *current_action;

 VDO_ASSERT_LOG_ONLY((vdo_get_callback_thread_id() == manager->initiator_thread_id),
       "action initiated from correct thread");
 if (!manager->current_action->in_use) {
  current_action = manager->current_action;
 } else if (!manager->current_action->next->in_use) {
  current_action = manager->current_action->next;
 } else {
  if (parent != NULL)
   vdo_continue_completion(parent, VDO_COMPONENT_BUSY);

  return false;
 }

 *current_action = (struct action) {
  .in_use = true,
  .operation = operation,
  .preamble = (preamble == NULL) ? no_preamble : preamble,
  .zone_action = action,
  .conclusion = (conclusion == NULL) ? no_conclusion : conclusion,
  .context = context,
  .parent = parent,
  .next = current_action->next,
 };

 if (current_action == manager->current_action)
  launch_current_action(manager);

 return true;
}