]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/openzfs/module/zfs/dmu_redact.c
MFV 2.0-rc2
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / contrib / openzfs / module / zfs / dmu_redact.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2017, 2018 by Delphix. All rights reserved.
23  */
24
25 #include <sys/zfs_context.h>
26 #include <sys/txg.h>
27 #include <sys/dmu_objset.h>
28 #include <sys/dmu_traverse.h>
29 #include <sys/dmu_redact.h>
30 #include <sys/bqueue.h>
31 #include <sys/objlist.h>
32 #include <sys/dmu_tx.h>
33 #ifdef _KERNEL
34 #include <sys/zfs_vfsops.h>
35 #include <sys/zap.h>
36 #include <sys/zfs_znode.h>
37 #endif
38
39 /*
40  * This controls the number of entries in the buffer the redaction_list_update
41  * synctask uses to buffer writes to the redaction list.
42  */
43 int redact_sync_bufsize = 1024;
44
45 /*
46  * Controls how often to update the redaction list when creating a redaction
47  * list.
48  */
49 uint64_t redaction_list_update_interval_ns = 1000 * 1000 * 1000ULL; /* NS */
50
51 /*
52  * This tunable controls the length of the queues that zfs redact worker threads
53  * use to communicate.  If the dmu_redact_snap thread is blocking on these
54  * queues, this variable may need to be increased.  If there is a significant
55  * slowdown at the start of a redact operation as these threads consume all the
56  * available IO resources, or the queues are consuming too much memory, this
57  * variable may need to be decreased.
58  */
59 int zfs_redact_queue_length = 1024 * 1024;
60
61 /*
62  * These tunables control the fill fraction of the queues by zfs redact. The
63  * fill fraction controls the frequency with which threads have to be
64  * cv_signaled. If a lot of cpu time is being spent on cv_signal, then these
65  * should be tuned down.  If the queues empty before the signalled thread can
66  * catch up, then these should be tuned up.
67  */
68 uint64_t zfs_redact_queue_ff = 20;
69
70 struct redact_record {
71         bqueue_node_t           ln;
72         boolean_t               eos_marker; /* Marks the end of the stream */
73         uint64_t                start_object;
74         uint64_t                start_blkid;
75         uint64_t                end_object;
76         uint64_t                end_blkid;
77         uint8_t                 indblkshift;
78         uint32_t                datablksz;
79 };
80
81 struct redact_thread_arg {
82         bqueue_t        q;
83         objset_t        *os;            /* Objset to traverse */
84         dsl_dataset_t   *ds;            /* Dataset to traverse */
85         struct redact_record *current_record;
86         int             error_code;
87         boolean_t       cancel;
88         zbookmark_phys_t resume;
89         objlist_t       *deleted_objs;
90         uint64_t        *num_blocks_visited;
91         uint64_t        ignore_object;  /* ignore further callbacks on this */
92         uint64_t        txg; /* txg to traverse since */
93 };
94
95 /*
96  * The redaction node is a wrapper around the redaction record that is used
97  * by the redaction merging thread to sort the records and determine overlaps.
98  *
99  * It contains two nodes; one sorts the records by their start_zb, and the other
100  * sorts the records by their end_zb.
101  */
102 struct redact_node {
103         avl_node_t                      avl_node_start;
104         avl_node_t                      avl_node_end;
105         struct redact_record            *record;
106         struct redact_thread_arg        *rt_arg;
107         uint32_t                        thread_num;
108 };
109
110 struct merge_data {
111         list_t                          md_redact_block_pending;
112         redact_block_phys_t             md_coalesce_block;
113         uint64_t                        md_last_time;
114         redact_block_phys_t             md_furthest[TXG_SIZE];
115         /* Lists of struct redact_block_list_node. */
116         list_t                          md_blocks[TXG_SIZE];
117         boolean_t                       md_synctask_txg[TXG_SIZE];
118         uint64_t                        md_latest_synctask_txg;
119         redaction_list_t                *md_redaction_list;
120 };
121
122 /*
123  * A wrapper around struct redact_block so it can be stored in a list_t.
124  */
125 struct redact_block_list_node {
126         redact_block_phys_t     block;
127         list_node_t             node;
128 };
129
130 /*
131  * We've found a new redaction candidate.  In order to improve performance, we
132  * coalesce these blocks when they're adjacent to each other.  This function
133  * handles that.  If the new candidate block range is immediately after the
134  * range we're building, coalesce it into the range we're building.  Otherwise,
135  * put the record we're building on the queue, and update the build pointer to
136  * point to the new record.
137  */
138 static void
139 record_merge_enqueue(bqueue_t *q, struct redact_record **build,
140     struct redact_record *new)
141 {
142         if (new->eos_marker) {
143                 if (*build != NULL)
144                         bqueue_enqueue(q, *build, sizeof (*build));
145                 bqueue_enqueue_flush(q, new, sizeof (*new));
146                 return;
147         }
148         if (*build == NULL) {
149                 *build = new;
150                 return;
151         }
152         struct redact_record *curbuild = *build;
153         if ((curbuild->end_object == new->start_object &&
154             curbuild->end_blkid + 1 == new->start_blkid &&
155             curbuild->end_blkid != UINT64_MAX) ||
156             (curbuild->end_object + 1 == new->start_object &&
157             curbuild->end_blkid == UINT64_MAX && new->start_blkid == 0)) {
158                 curbuild->end_object = new->end_object;
159                 curbuild->end_blkid = new->end_blkid;
160                 kmem_free(new, sizeof (*new));
161         } else {
162                 bqueue_enqueue(q, curbuild, sizeof (*curbuild));
163                 *build = new;
164         }
165 }
166 #ifdef _KERNEL
167 struct objnode {
168         avl_node_t node;
169         uint64_t obj;
170 };
171
172 static int
173 objnode_compare(const void *o1, const void *o2)
174 {
175         const struct objnode *obj1 = o1;
176         const struct objnode *obj2 = o2;
177         if (obj1->obj < obj2->obj)
178                 return (-1);
179         if (obj1->obj > obj2->obj)
180                 return (1);
181         return (0);
182 }
183
184
185 static objlist_t *
186 zfs_get_deleteq(objset_t *os)
187 {
188         objlist_t *deleteq_objlist = objlist_create();
189         uint64_t deleteq_obj;
190         zap_cursor_t zc;
191         zap_attribute_t za;
192         dmu_object_info_t doi;
193
194         ASSERT3U(os->os_phys->os_type, ==, DMU_OST_ZFS);
195         VERIFY0(dmu_object_info(os, MASTER_NODE_OBJ, &doi));
196         ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_MASTER_NODE);
197
198         VERIFY0(zap_lookup(os, MASTER_NODE_OBJ,
199             ZFS_UNLINKED_SET, sizeof (uint64_t), 1, &deleteq_obj));
200
201         /*
202          * In order to insert objects into the objlist, they must be in sorted
203          * order. We don't know what order we'll get them out of the ZAP in, so
204          * we insert them into and remove them from an avl_tree_t to sort them.
205          */
206         avl_tree_t at;
207         avl_create(&at, objnode_compare, sizeof (struct objnode),
208             offsetof(struct objnode, node));
209
210         for (zap_cursor_init(&zc, os, deleteq_obj);
211             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0; zap_cursor_advance(&zc)) {
212                 struct objnode *obj = kmem_zalloc(sizeof (*obj), KM_SLEEP);
213                 obj->obj = za.za_first_integer;
214                 avl_add(&at, obj);
215         }
216         zap_cursor_fini(&zc);
217
218         struct objnode *next, *found = avl_first(&at);
219         while (found != NULL) {
220                 next = AVL_NEXT(&at, found);
221                 objlist_insert(deleteq_objlist, found->obj);
222                 found = next;
223         }
224
225         void *cookie = NULL;
226         while ((found = avl_destroy_nodes(&at, &cookie)) != NULL)
227                 kmem_free(found, sizeof (*found));
228         avl_destroy(&at);
229         return (deleteq_objlist);
230 }
231 #endif
232
233 /*
234  * This is the callback function to traverse_dataset for the redaction threads
235  * for dmu_redact_snap.  This thread is responsible for creating redaction
236  * records for all the data that is modified by the snapshots we're redacting
237  * with respect to.  Redaction records represent ranges of data that have been
238  * modified by one of the redaction snapshots, and are stored in the
239  * redact_record struct. We need to create redaction records for three
240  * cases:
241  *
242  * First, if there's a normal write, we need to create a redaction record for
243  * that block.
244  *
245  * Second, if there's a hole, we need to create a redaction record that covers
246  * the whole range of the hole.  If the hole is in the meta-dnode, it must cover
247  * every block in all of the objects in the hole.
248  *
249  * Third, if there is a deleted object, we need to create a redaction record for
250  * all of the blocks in that object.
251  */
252 /*ARGSUSED*/
253 static int
254 redact_cb(spa_t *spa, zilog_t *zilog, const blkptr_t *bp,
255     const zbookmark_phys_t *zb, const struct dnode_phys *dnp, void *arg)
256 {
257         struct redact_thread_arg *rta = arg;
258         struct redact_record *record;
259
260         ASSERT(zb->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
261             zb->zb_object >= rta->resume.zb_object);
262
263         if (rta->cancel)
264                 return (SET_ERROR(EINTR));
265
266         if (rta->ignore_object == zb->zb_object)
267                 return (0);
268
269         /*
270          * If we're visiting a dnode, we need to handle the case where the
271          * object has been deleted.
272          */
273         if (zb->zb_level == ZB_DNODE_LEVEL) {
274                 ASSERT3U(zb->zb_level, ==, ZB_DNODE_LEVEL);
275
276                 if (zb->zb_object == 0)
277                         return (0);
278
279                 /*
280                  * If the object has been deleted, redact all of the blocks in
281                  * it.
282                  */
283                 if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE ||
284                     objlist_exists(rta->deleted_objs, zb->zb_object)) {
285                         rta->ignore_object = zb->zb_object;
286                         record = kmem_zalloc(sizeof (struct redact_record),
287                             KM_SLEEP);
288
289                         record->eos_marker = B_FALSE;
290                         record->start_object = record->end_object =
291                             zb->zb_object;
292                         record->start_blkid = 0;
293                         record->end_blkid = UINT64_MAX;
294                         record_merge_enqueue(&rta->q,
295                             &rta->current_record, record);
296                 }
297                 return (0);
298         } else if (zb->zb_level < 0) {
299                 return (0);
300         } else if (zb->zb_level > 0 && !BP_IS_HOLE(bp)) {
301                 /*
302                  * If this is an indirect block, but not a hole, it doesn't
303                  * provide any useful information for redaction, so ignore it.
304                  */
305                 return (0);
306         }
307
308         /*
309          * At this point, there are two options left for the type of block we're
310          * looking at.  Either this is a hole (which could be in the dnode or
311          * the meta-dnode), or it's a level 0 block of some sort.  If it's a
312          * hole, we create a redaction record that covers the whole range.  If
313          * the hole is in a dnode, we need to redact all the blocks in that
314          * hole.  If the hole is in the meta-dnode, we instead need to redact
315          * all blocks in every object covered by that hole.  If it's a level 0
316          * block, we only need to redact that single block.
317          */
318         record = kmem_zalloc(sizeof (struct redact_record), KM_SLEEP);
319         record->eos_marker = B_FALSE;
320
321         record->start_object = record->end_object = zb->zb_object;
322         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
323                 record->start_blkid = zb->zb_blkid *
324                     bp_span_in_blocks(dnp->dn_indblkshift, zb->zb_level);
325
326                 record->end_blkid = ((zb->zb_blkid + 1) *
327                     bp_span_in_blocks(dnp->dn_indblkshift, zb->zb_level)) - 1;
328
329                 if (zb->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
330                         record->start_object = record->start_blkid *
331                             ((SPA_MINBLOCKSIZE * dnp->dn_datablkszsec) /
332                             sizeof (dnode_phys_t));
333                         record->start_blkid = 0;
334                         record->end_object = ((record->end_blkid +
335                             1) * ((SPA_MINBLOCKSIZE * dnp->dn_datablkszsec) /
336                             sizeof (dnode_phys_t))) - 1;
337                         record->end_blkid = UINT64_MAX;
338                 }
339         } else if (zb->zb_level != 0 ||
340             zb->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
341                 kmem_free(record, sizeof (*record));
342                 return (0);
343         } else {
344                 record->start_blkid = record->end_blkid = zb->zb_blkid;
345         }
346         record->indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
347         record->datablksz = dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT;
348         record_merge_enqueue(&rta->q, &rta->current_record, record);
349
350         return (0);
351 }
352
353 static void
354 redact_traverse_thread(void *arg)
355 {
356         struct redact_thread_arg *rt_arg = arg;
357         int err;
358         struct redact_record *data;
359 #ifdef _KERNEL
360         if (rt_arg->os->os_phys->os_type == DMU_OST_ZFS)
361                 rt_arg->deleted_objs = zfs_get_deleteq(rt_arg->os);
362         else
363                 rt_arg->deleted_objs = objlist_create();
364 #else
365         rt_arg->deleted_objs = objlist_create();
366 #endif
367
368         err = traverse_dataset_resume(rt_arg->ds, rt_arg->txg,
369             &rt_arg->resume, TRAVERSE_PRE | TRAVERSE_PREFETCH_METADATA,
370             redact_cb, rt_arg);
371
372         if (err != EINTR)
373                 rt_arg->error_code = err;
374         objlist_destroy(rt_arg->deleted_objs);
375         data = kmem_zalloc(sizeof (*data), KM_SLEEP);
376         data->eos_marker = B_TRUE;
377         record_merge_enqueue(&rt_arg->q, &rt_arg->current_record, data);
378         thread_exit();
379 }
380
381 static inline void
382 create_zbookmark_from_obj_off(zbookmark_phys_t *zb, uint64_t object,
383     uint64_t blkid)
384 {
385         zb->zb_object = object;
386         zb->zb_level = 0;
387         zb->zb_blkid = blkid;
388 }
389
390 /*
391  * This is a utility function that can do the comparison for the start or ends
392  * of the ranges in a redact_record.
393  */
394 static int
395 redact_range_compare(uint64_t obj1, uint64_t off1, uint32_t dbss1,
396     uint64_t obj2, uint64_t off2, uint32_t dbss2)
397 {
398         zbookmark_phys_t z1, z2;
399         create_zbookmark_from_obj_off(&z1, obj1, off1);
400         create_zbookmark_from_obj_off(&z2, obj2, off2);
401
402         return (zbookmark_compare(dbss1 >> SPA_MINBLOCKSHIFT, 0,
403             dbss2 >> SPA_MINBLOCKSHIFT, 0, &z1, &z2));
404 }
405
406 /*
407  * Compare two redaction records by their range's start location.  Also makes
408  * eos records always compare last.  We use the thread number in the redact_node
409  * to ensure that records do not compare equal (which is not allowed in our avl
410  * trees).
411  */
412 static int
413 redact_node_compare_start(const void *arg1, const void *arg2)
414 {
415         const struct redact_node *rn1 = arg1;
416         const struct redact_node *rn2 = arg2;
417         const struct redact_record *rr1 = rn1->record;
418         const struct redact_record *rr2 = rn2->record;
419         if (rr1->eos_marker)
420                 return (1);
421         if (rr2->eos_marker)
422                 return (-1);
423
424         int cmp = redact_range_compare(rr1->start_object, rr1->start_blkid,
425             rr1->datablksz, rr2->start_object, rr2->start_blkid,
426             rr2->datablksz);
427         if (cmp == 0)
428                 cmp = (rn1->thread_num < rn2->thread_num ? -1 : 1);
429         return (cmp);
430 }
431
432 /*
433  * Compare two redaction records by their range's end location.  Also makes
434  * eos records always compare last.  We use the thread number in the redact_node
435  * to ensure that records do not compare equal (which is not allowed in our avl
436  * trees).
437  */
438 static int
439 redact_node_compare_end(const void *arg1, const void *arg2)
440 {
441         const struct redact_node *rn1 = arg1;
442         const struct redact_node *rn2 = arg2;
443         const struct redact_record *srr1 = rn1->record;
444         const struct redact_record *srr2 = rn2->record;
445         if (srr1->eos_marker)
446                 return (1);
447         if (srr2->eos_marker)
448                 return (-1);
449
450         int cmp = redact_range_compare(srr1->end_object, srr1->end_blkid,
451             srr1->datablksz, srr2->end_object, srr2->end_blkid,
452             srr2->datablksz);
453         if (cmp == 0)
454                 cmp = (rn1->thread_num < rn2->thread_num ? -1 : 1);
455         return (cmp);
456 }
457
458 /*
459  * Utility function that compares two redaction records to determine if any part
460  * of the "from" record is before any part of the "to" record. Also causes End
461  * of Stream redaction records to compare after all others, so that the
462  * redaction merging logic can stay simple.
463  */
464 static boolean_t
465 redact_record_before(const struct redact_record *from,
466     const struct redact_record *to)
467 {
468         if (from->eos_marker == B_TRUE)
469                 return (B_FALSE);
470         else if (to->eos_marker == B_TRUE)
471                 return (B_TRUE);
472         return (redact_range_compare(from->start_object, from->start_blkid,
473             from->datablksz, to->end_object, to->end_blkid,
474             to->datablksz) <= 0);
475 }
476
477 /*
478  * Pop a new redaction record off the queue, check that the records are in the
479  * right order, and free the old data.
480  */
481 static struct redact_record *
482 get_next_redact_record(bqueue_t *bq, struct redact_record *prev)
483 {
484         struct redact_record *next = bqueue_dequeue(bq);
485         ASSERT(redact_record_before(prev, next));
486         kmem_free(prev, sizeof (*prev));
487         return (next);
488 }
489
490 /*
491  * Remove the given redaction node from both trees, pull a new redaction record
492  * off the queue, free the old redaction record, update the redaction node, and
493  * reinsert the node into the trees.
494  */
495 static int
496 update_avl_trees(avl_tree_t *start_tree, avl_tree_t *end_tree,
497     struct redact_node *redact_node)
498 {
499         avl_remove(start_tree, redact_node);
500         avl_remove(end_tree, redact_node);
501         redact_node->record = get_next_redact_record(&redact_node->rt_arg->q,
502             redact_node->record);
503         avl_add(end_tree, redact_node);
504         avl_add(start_tree, redact_node);
505         return (redact_node->rt_arg->error_code);
506 }
507
508 /*
509  * Synctask for updating redaction lists.  We first take this txg's list of
510  * redacted blocks and append those to the redaction list.  We then update the
511  * redaction list's bonus buffer.  We store the furthest blocks we visited and
512  * the list of snapshots that we're redacting with respect to.  We need these so
513  * that redacted sends and receives can be correctly resumed.
514  */
515 static void
516 redaction_list_update_sync(void *arg, dmu_tx_t *tx)
517 {
518         struct merge_data *md = arg;
519         uint64_t txg = dmu_tx_get_txg(tx);
520         list_t *list = &md->md_blocks[txg & TXG_MASK];
521         redact_block_phys_t *furthest_visited =
522             &md->md_furthest[txg & TXG_MASK];
523         objset_t *mos = tx->tx_pool->dp_meta_objset;
524         redaction_list_t *rl = md->md_redaction_list;
525         int bufsize = redact_sync_bufsize;
526         redact_block_phys_t *buf = kmem_alloc(bufsize * sizeof (*buf),
527             KM_SLEEP);
528         int index = 0;
529
530         dmu_buf_will_dirty(rl->rl_dbuf, tx);
531
532         for (struct redact_block_list_node *rbln = list_remove_head(list);
533             rbln != NULL; rbln = list_remove_head(list)) {
534                 ASSERT3U(rbln->block.rbp_object, <=,
535                     furthest_visited->rbp_object);
536                 ASSERT(rbln->block.rbp_object < furthest_visited->rbp_object ||
537                     rbln->block.rbp_blkid <= furthest_visited->rbp_blkid);
538                 buf[index] = rbln->block;
539                 index++;
540                 if (index == bufsize) {
541                         dmu_write(mos, rl->rl_object,
542                             rl->rl_phys->rlp_num_entries * sizeof (*buf),
543                             bufsize * sizeof (*buf), buf, tx);
544                         rl->rl_phys->rlp_num_entries += bufsize;
545                         index = 0;
546                 }
547                 kmem_free(rbln, sizeof (*rbln));
548         }
549         if (index > 0) {
550                 dmu_write(mos, rl->rl_object, rl->rl_phys->rlp_num_entries *
551                     sizeof (*buf), index * sizeof (*buf), buf, tx);
552                 rl->rl_phys->rlp_num_entries += index;
553         }
554         kmem_free(buf, bufsize * sizeof (*buf));
555
556         md->md_synctask_txg[txg & TXG_MASK] = B_FALSE;
557         rl->rl_phys->rlp_last_object = furthest_visited->rbp_object;
558         rl->rl_phys->rlp_last_blkid = furthest_visited->rbp_blkid;
559 }
560
561 static void
562 commit_rl_updates(objset_t *os, struct merge_data *md, uint64_t object,
563     uint64_t blkid)
564 {
565         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_dd(spa_get_dsl(os->os_spa)->dp_mos_dir);
566         dmu_tx_hold_space(tx, sizeof (struct redact_block_list_node));
567         VERIFY0(dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT));
568         uint64_t txg = dmu_tx_get_txg(tx);
569         if (!md->md_synctask_txg[txg & TXG_MASK]) {
570                 dsl_sync_task_nowait(dmu_tx_pool(tx),
571                     redaction_list_update_sync, md, tx);
572                 md->md_synctask_txg[txg & TXG_MASK] = B_TRUE;
573                 md->md_latest_synctask_txg = txg;
574         }
575         md->md_furthest[txg & TXG_MASK].rbp_object = object;
576         md->md_furthest[txg & TXG_MASK].rbp_blkid = blkid;
577         list_move_tail(&md->md_blocks[txg & TXG_MASK],
578             &md->md_redact_block_pending);
579         dmu_tx_commit(tx);
580         md->md_last_time = gethrtime();
581 }
582
583 /*
584  * We want to store the list of blocks that we're redacting in the bookmark's
585  * redaction list.  However, this list is stored in the MOS, which means it can
586  * only be written to in syncing context.  To get around this, we create a
587  * synctask that will write to the mos for us.  We tell it what to write by
588  * a linked list for each current transaction group; every time we decide to
589  * redact a block, we append it to the transaction group that is currently in
590  * open context.  We also update some progress information that the synctask
591  * will store to enable resumable redacted sends.
592  */
593 static void
594 update_redaction_list(struct merge_data *md, objset_t *os,
595     uint64_t object, uint64_t blkid, uint64_t endblkid, uint32_t blksz)
596 {
597         boolean_t enqueue = B_FALSE;
598         redact_block_phys_t cur = {0};
599         uint64_t count = endblkid - blkid + 1;
600         while (count > REDACT_BLOCK_MAX_COUNT) {
601                 update_redaction_list(md, os, object, blkid,
602                     blkid + REDACT_BLOCK_MAX_COUNT - 1, blksz);
603                 blkid += REDACT_BLOCK_MAX_COUNT;
604                 count -= REDACT_BLOCK_MAX_COUNT;
605         }
606         redact_block_phys_t *coalesce = &md->md_coalesce_block;
607         boolean_t new;
608         if (coalesce->rbp_size_count == 0) {
609                 new = B_TRUE;
610                 enqueue = B_FALSE;
611         } else  {
612                 uint64_t old_count = redact_block_get_count(coalesce);
613                 if (coalesce->rbp_object == object &&
614                     coalesce->rbp_blkid + old_count == blkid &&
615                     old_count + count <= REDACT_BLOCK_MAX_COUNT) {
616                         ASSERT3U(redact_block_get_size(coalesce), ==, blksz);
617                         redact_block_set_count(coalesce, old_count + count);
618                         new = B_FALSE;
619                         enqueue = B_FALSE;
620                 } else {
621                         new = B_TRUE;
622                         enqueue = B_TRUE;
623                 }
624         }
625
626         if (new) {
627                 cur = *coalesce;
628                 coalesce->rbp_blkid = blkid;
629                 coalesce->rbp_object = object;
630
631                 redact_block_set_count(coalesce, count);
632                 redact_block_set_size(coalesce, blksz);
633         }
634
635         if (enqueue && redact_block_get_size(&cur) != 0) {
636                 struct redact_block_list_node *rbln =
637                     kmem_alloc(sizeof (struct redact_block_list_node),
638                     KM_SLEEP);
639                 rbln->block = cur;
640                 list_insert_tail(&md->md_redact_block_pending, rbln);
641         }
642
643         if (gethrtime() > md->md_last_time +
644             redaction_list_update_interval_ns) {
645                 commit_rl_updates(os, md, object, blkid);
646         }
647 }
648
649 /*
650  * This thread merges all the redaction records provided by the worker threads,
651  * and determines which blocks are redacted by all the snapshots.  The algorithm
652  * for doing so is similar to performing a merge in mergesort with n sub-lists
653  * instead of 2, with some added complexity due to the fact that the entries are
654  * ranges, not just single blocks.  This algorithm relies on the fact that the
655  * queues are sorted, which is ensured by the fact that traverse_dataset
656  * traverses the dataset in a consistent order.  We pull one entry off the front
657  * of the queues of each secure dataset traversal thread.  Then we repeat the
658  * following: each record represents a range of blocks modified by one of the
659  * redaction snapshots, and each block in that range may need to be redacted in
660  * the send stream.  Find the record with the latest start of its range, and the
661  * record with the earliest end of its range. If the last start is before the
662  * first end, then we know that the blocks in the range [last_start, first_end]
663  * are covered by all of the ranges at the front of the queues, which means
664  * every thread redacts that whole range.  For example, let's say the ranges on
665  * each queue look like this:
666  *
667  * Block Id   1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11
668  * Thread 1 |    [====================]
669  * Thread 2 |       [========]
670  * Thread 3 |             [=================]
671  *
672  * Thread 3 has the last start (5), and the thread 2 has the last end (6).  All
673  * three threads modified the range [5,6], so that data should not be sent over
674  * the wire.  After we've determined whether or not to redact anything, we take
675  * the record with the first end.  We discard that record, and pull a new one
676  * off the front of the queue it came from.  In the above example, we would
677  * discard Thread 2's record, and pull a new one.  Let's say the next record we
678  * pulled from Thread 2 covered range [10,11].  The new layout would look like
679  * this:
680  *
681  * Block Id   1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11
682  * Thread 1 |    [====================]
683  * Thread 2 |                            [==]
684  * Thread 3 |             [=================]
685  *
686  * When we compare the last start (10, from Thread 2) and the first end (9, from
687  * Thread 1), we see that the last start is greater than the first end.
688  * Therefore, we do not redact anything from these records.  We'll iterate by
689  * replacing the record from Thread 1.
690  *
691  * We iterate by replacing the record with the lowest end because we know
692  * that the record with the lowest end has helped us as much as it can.  All the
693  * ranges before it that we will ever redact have been redacted.  In addition,
694  * by replacing the one with the lowest end, we guarantee we catch all ranges
695  * that need to be redacted.  For example, if in the case above we had replaced
696  * the record from Thread 1 instead, we might have ended up with the following:
697  *
698  * Block Id   1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12
699  * Thread 1 |                               [==]
700  * Thread 2 |       [========]
701  * Thread 3 |             [=================]
702  *
703  * If the next record from Thread 2 had been [8,10], for example, we should have
704  * redacted part of that range, but because we updated Thread 1's record, we
705  * missed it.
706  *
707  * We implement this algorithm by using two trees.  The first sorts the
708  * redaction records by their start_zb, and the second sorts them by their
709  * end_zb.  We use these to find the record with the last start and the record
710  * with the first end.  We create a record with that start and end, and send it
711  * on.  The overall runtime of this implementation is O(n log m), where n is the
712  * total number of redaction records from all the different redaction snapshots,
713  * and m is the number of redaction snapshots.
714  *
715  * If we redact with respect to zero snapshots, we create a redaction
716  * record with the start object and blkid to 0, and the end object and blkid to
717  * UINT64_MAX.  This will result in us redacting every block.
718  */
719 static int
720 perform_thread_merge(bqueue_t *q, uint32_t num_threads,
721     struct redact_thread_arg *thread_args, boolean_t *cancel)
722 {
723         struct redact_node *redact_nodes = NULL;
724         avl_tree_t start_tree, end_tree;
725         struct redact_record *record;
726         struct redact_record *current_record = NULL;
727         int err = 0;
728         struct merge_data md = { {0} };
729         list_create(&md.md_redact_block_pending,
730             sizeof (struct redact_block_list_node),
731             offsetof(struct redact_block_list_node, node));
732
733         /*
734          * If we're redacting with respect to zero snapshots, then no data is
735          * permitted to be sent.  We enqueue a record that redacts all blocks,
736          * and an eos marker.
737          */
738         if (num_threads == 0) {
739                 record = kmem_zalloc(sizeof (struct redact_record),
740                     KM_SLEEP);
741                 // We can't redact object 0, so don't try.
742                 record->start_object = 1;
743                 record->start_blkid = 0;
744                 record->end_object = record->end_blkid = UINT64_MAX;
745                 bqueue_enqueue(q, record, sizeof (*record));
746                 return (0);
747         }
748         if (num_threads > 0) {
749                 redact_nodes = kmem_zalloc(num_threads *
750                     sizeof (*redact_nodes), KM_SLEEP);
751         }
752
753         avl_create(&start_tree, redact_node_compare_start,
754             sizeof (struct redact_node),
755             offsetof(struct redact_node, avl_node_start));
756         avl_create(&end_tree, redact_node_compare_end,
757             sizeof (struct redact_node),
758             offsetof(struct redact_node, avl_node_end));
759
760         for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
761                 struct redact_node *node = &redact_nodes[i];
762                 struct redact_thread_arg *targ = &thread_args[i];
763                 node->record = bqueue_dequeue(&targ->q);
764                 node->rt_arg = targ;
765                 node->thread_num = i;
766                 avl_add(&start_tree, node);
767                 avl_add(&end_tree, node);
768         }
769
770         /*
771          * Once the first record in the end tree has returned EOS, every record
772          * must be an EOS record, so we should stop.
773          */
774         while (err == 0 && !((struct redact_node *)avl_first(&end_tree))->
775             record->eos_marker) {
776                 if (*cancel) {
777                         err = EINTR;
778                         break;
779                 }
780                 struct redact_node *last_start = avl_last(&start_tree);
781                 struct redact_node *first_end = avl_first(&end_tree);
782
783                 /*
784                  * If the last start record is before the first end record,
785                  * then we have blocks that are redacted by all threads.
786                  * Therefore, we should redact them.  Copy the record, and send
787                  * it to the main thread.
788                  */
789                 if (redact_record_before(last_start->record,
790                     first_end->record)) {
791                         record = kmem_zalloc(sizeof (struct redact_record),
792                             KM_SLEEP);
793                         *record = *first_end->record;
794                         record->start_object = last_start->record->start_object;
795                         record->start_blkid = last_start->record->start_blkid;
796                         record_merge_enqueue(q, &current_record,
797                             record);
798                 }
799                 err = update_avl_trees(&start_tree, &end_tree, first_end);
800         }
801
802         /*
803          * We're done; if we were cancelled, we need to cancel our workers and
804          * clear out their queues.  Either way, we need to remove every thread's
805          * redact_node struct from the avl trees.
806          */
807         for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
808                 if (err != 0) {
809                         thread_args[i].cancel = B_TRUE;
810                         while (!redact_nodes[i].record->eos_marker) {
811                                 (void) update_avl_trees(&start_tree, &end_tree,
812                                     &redact_nodes[i]);
813                         }
814                 }
815                 avl_remove(&start_tree, &redact_nodes[i]);
816                 avl_remove(&end_tree, &redact_nodes[i]);
817                 kmem_free(redact_nodes[i].record,
818                     sizeof (struct redact_record));
819         }
820
821         avl_destroy(&start_tree);
822         avl_destroy(&end_tree);
823         kmem_free(redact_nodes, num_threads * sizeof (*redact_nodes));
824         if (current_record != NULL)
825                 bqueue_enqueue(q, current_record, sizeof (current_record));
826         return (err);
827 }
828
829 struct redact_merge_thread_arg {
830         bqueue_t q;
831         spa_t *spa;
832         int numsnaps;
833         struct redact_thread_arg *thr_args;
834         boolean_t cancel;
835         int error_code;
836 };
837
838 static void
839 redact_merge_thread(void *arg)
840 {
841         struct redact_merge_thread_arg *rmta = arg;
842         rmta->error_code = perform_thread_merge(&rmta->q,
843             rmta->numsnaps, rmta->thr_args, &rmta->cancel);
844         struct redact_record *rec = kmem_zalloc(sizeof (*rec), KM_SLEEP);
845         rec->eos_marker = B_TRUE;
846         bqueue_enqueue_flush(&rmta->q, rec, 1);
847         thread_exit();
848 }
849
850 /*
851  * Find the next object in or after the redaction range passed in, and hold
852  * its dnode with the provided tag.  Also update *object to contain the new
853  * object number.
854  */
855 static int
856 hold_next_object(objset_t *os, struct redact_record *rec, void *tag,
857     uint64_t *object, dnode_t **dn)
858 {
859         int err = 0;
860         if (*dn != NULL)
861                 dnode_rele(*dn, FTAG);
862         *dn = NULL;
863         if (*object < rec->start_object) {
864                 *object = rec->start_object - 1;
865         }
866         err = dmu_object_next(os, object, B_FALSE, 0);
867         if (err != 0)
868                 return (err);
869
870         err = dnode_hold(os, *object, tag, dn);
871         while (err == 0 && (*object < rec->start_object ||
872             DMU_OT_IS_METADATA((*dn)->dn_type))) {
873                 dnode_rele(*dn, tag);
874                 *dn = NULL;
875                 err = dmu_object_next(os, object, B_FALSE, 0);
876                 if (err != 0)
877                         break;
878                 err = dnode_hold(os, *object, tag, dn);
879         }
880         return (err);
881 }
882
883 static int
884 perform_redaction(objset_t *os, redaction_list_t *rl,
885     struct redact_merge_thread_arg *rmta)
886 {
887         int err = 0;
888         bqueue_t *q = &rmta->q;
889         struct redact_record *rec = NULL;
890         struct merge_data md = { {0} };
891
892         list_create(&md.md_redact_block_pending,
893             sizeof (struct redact_block_list_node),
894             offsetof(struct redact_block_list_node, node));
895         md.md_redaction_list = rl;
896
897         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
898                 list_create(&md.md_blocks[i],
899                     sizeof (struct redact_block_list_node),
900                     offsetof(struct redact_block_list_node, node));
901         }
902         dnode_t *dn = NULL;
903         uint64_t prev_obj = 0;
904         for (rec = bqueue_dequeue(q); !rec->eos_marker && err == 0;
905             rec = get_next_redact_record(q, rec)) {
906                 ASSERT3U(rec->start_object, !=, 0);
907                 uint64_t object;
908                 if (prev_obj != rec->start_object) {
909                         object = rec->start_object - 1;
910                         err = hold_next_object(os, rec, FTAG, &object, &dn);
911                 } else {
912                         object = prev_obj;
913                 }
914                 while (err == 0 && object <= rec->end_object) {
915                         if (issig(JUSTLOOKING) && issig(FORREAL)) {
916                                 err = EINTR;
917                                 break;
918                         }
919                         /*
920                          * Part of the current object is contained somewhere in
921                          * the range covered by rec.
922                          */
923                         uint64_t startblkid;
924                         uint64_t endblkid;
925                         uint64_t maxblkid = dn->dn_phys->dn_maxblkid;
926
927                         if (rec->start_object < object)
928                                 startblkid = 0;
929                         else if (rec->start_blkid > maxblkid)
930                                 break;
931                         else
932                                 startblkid = rec->start_blkid;
933
934                         if (rec->end_object > object || rec->end_blkid >
935                             maxblkid) {
936                                 endblkid = maxblkid;
937                         } else {
938                                 endblkid = rec->end_blkid;
939                         }
940                         update_redaction_list(&md, os, object, startblkid,
941                             endblkid, dn->dn_datablksz);
942
943                         if (object == rec->end_object)
944                                 break;
945                         err = hold_next_object(os, rec, FTAG, &object, &dn);
946                 }
947                 if (err == ESRCH)
948                         err = 0;
949                 if (dn != NULL)
950                         prev_obj = object;
951         }
952         if (err == 0 && dn != NULL)
953                 dnode_rele(dn, FTAG);
954
955         if (err == ESRCH)
956                 err = 0;
957         rmta->cancel = B_TRUE;
958         while (!rec->eos_marker)
959                 rec = get_next_redact_record(q, rec);
960         kmem_free(rec, sizeof (*rec));
961
962         /*
963          * There may be a block that's being coalesced, sync that out before we
964          * return.
965          */
966         if (err == 0 && md.md_coalesce_block.rbp_size_count != 0) {
967                 struct redact_block_list_node *rbln =
968                     kmem_alloc(sizeof (struct redact_block_list_node),
969                     KM_SLEEP);
970                 rbln->block = md.md_coalesce_block;
971                 list_insert_tail(&md.md_redact_block_pending, rbln);
972         }
973         commit_rl_updates(os, &md, UINT64_MAX, UINT64_MAX);
974
975         /*
976          * Wait for all the redaction info to sync out before we return, so that
977          * anyone who attempts to resume this redaction will have all the data
978          * they need.
979          */
980         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(os->os_spa);
981         if (md.md_latest_synctask_txg != 0)
982                 txg_wait_synced(dp, md.md_latest_synctask_txg);
983         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++)
984                 list_destroy(&md.md_blocks[i]);
985         return (err);
986 }
987
988 static boolean_t
989 redact_snaps_contains(uint64_t *snaps, uint64_t num_snaps, uint64_t guid)
990 {
991         for (int i = 0; i < num_snaps; i++) {
992                 if (snaps[i] == guid)
993                         return (B_TRUE);
994         }
995         return (B_FALSE);
996 }
997
998 int
999 dmu_redact_snap(const char *snapname, nvlist_t *redactnvl,
1000     const char *redactbook)
1001 {
1002         int err = 0;
1003         dsl_pool_t *dp = NULL;
1004         dsl_dataset_t *ds = NULL;
1005         int numsnaps = 0;
1006         objset_t *os;
1007         struct redact_thread_arg *args = NULL;
1008         redaction_list_t *new_rl = NULL;
1009         char *newredactbook;
1010
1011         if ((err = dsl_pool_hold(snapname, FTAG, &dp)) != 0)
1012                 return (err);
1013
1014         newredactbook = kmem_zalloc(sizeof (char) * ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
1015             KM_SLEEP);
1016
1017         if ((err = dsl_dataset_hold_flags(dp, snapname, DS_HOLD_FLAG_DECRYPT,
1018             FTAG, &ds)) != 0) {
1019                 goto out;
1020         }
1021         dsl_dataset_long_hold(ds, FTAG);
1022         if (!ds->ds_is_snapshot || dmu_objset_from_ds(ds, &os) != 0) {
1023                 err = EINVAL;
1024                 goto out;
1025         }
1026         if (dsl_dataset_feature_is_active(ds, SPA_FEATURE_REDACTED_DATASETS)) {
1027                 err = EALREADY;
1028                 goto out;
1029         }
1030
1031         numsnaps = fnvlist_num_pairs(redactnvl);
1032         if (numsnaps > 0)
1033                 args = kmem_zalloc(numsnaps * sizeof (*args), KM_SLEEP);
1034
1035         nvpair_t *pair = NULL;
1036         for (int i = 0; i < numsnaps; i++) {
1037                 pair = nvlist_next_nvpair(redactnvl, pair);
1038                 const char *name = nvpair_name(pair);
1039                 struct redact_thread_arg *rta = &args[i];
1040                 err = dsl_dataset_hold_flags(dp, name, DS_HOLD_FLAG_DECRYPT,
1041                     FTAG, &rta->ds);
1042                 if (err != 0)
1043                         break;
1044                 /*
1045                  * We want to do the long hold before we can get any other
1046                  * errors, because the cleanup code will release the long
1047                  * hold if rta->ds is filled in.
1048                  */
1049                 dsl_dataset_long_hold(rta->ds, FTAG);
1050
1051                 err = dmu_objset_from_ds(rta->ds, &rta->os);
1052                 if (err != 0)
1053                         break;
1054                 if (!dsl_dataset_is_before(rta->ds, ds, 0)) {
1055                         err = EINVAL;
1056                         break;
1057                 }
1058                 if (dsl_dataset_feature_is_active(rta->ds,
1059                     SPA_FEATURE_REDACTED_DATASETS)) {
1060                         err = EALREADY;
1061                         break;
1062
1063                 }
1064         }
1065         VERIFY3P(nvlist_next_nvpair(redactnvl, pair), ==, NULL);
1066         if (err != 0)
1067                 goto out;
1068
1069         boolean_t resuming = B_FALSE;
1070         zfs_bookmark_phys_t bookmark;
1071
1072         (void) strlcpy(newredactbook, snapname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
1073         char *c = strchr(newredactbook, '@');
1074         ASSERT3P(c, !=, NULL);
1075         int n = snprintf(c, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN - (c - newredactbook),
1076             "#%s", redactbook);
1077         if (n >= ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN - (c - newredactbook)) {
1078                 dsl_pool_rele(dp, FTAG);
1079                 kmem_free(newredactbook,
1080                     sizeof (char) * ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
1081                 if (args != NULL)
1082                         kmem_free(args, numsnaps * sizeof (*args));
1083                 return (SET_ERROR(ENAMETOOLONG));
1084         }
1085         err = dsl_bookmark_lookup(dp, newredactbook, NULL, &bookmark);
1086         if (err == 0) {
1087                 resuming = B_TRUE;
1088                 if (bookmark.zbm_redaction_obj == 0) {
1089                         err = EEXIST;
1090                         goto out;
1091                 }
1092                 err = dsl_redaction_list_hold_obj(dp,
1093                     bookmark.zbm_redaction_obj, FTAG, &new_rl);
1094                 if (err != 0) {
1095                         err = EIO;
1096                         goto out;
1097                 }
1098                 dsl_redaction_list_long_hold(dp, new_rl, FTAG);
1099                 if (new_rl->rl_phys->rlp_num_snaps != numsnaps) {
1100                         err = ESRCH;
1101                         goto out;
1102                 }
1103                 for (int i = 0; i < numsnaps; i++) {
1104                         struct redact_thread_arg *rta = &args[i];
1105                         if (!redact_snaps_contains(new_rl->rl_phys->rlp_snaps,
1106                             new_rl->rl_phys->rlp_num_snaps,
1107                             dsl_dataset_phys(rta->ds)->ds_guid)) {
1108                                 err = ESRCH;
1109                                 goto out;
1110                         }
1111                 }
1112                 if (new_rl->rl_phys->rlp_last_blkid == UINT64_MAX &&
1113                     new_rl->rl_phys->rlp_last_object == UINT64_MAX) {
1114                         err = EEXIST;
1115                         goto out;
1116                 }
1117                 dsl_pool_rele(dp, FTAG);
1118                 dp = NULL;
1119         } else {
1120                 uint64_t *guids = NULL;
1121                 if (numsnaps > 0) {
1122                         guids = kmem_zalloc(numsnaps * sizeof (uint64_t),
1123                             KM_SLEEP);
1124                 }
1125                 for (int i = 0; i < numsnaps; i++) {
1126                         struct redact_thread_arg *rta = &args[i];
1127                         guids[i] = dsl_dataset_phys(rta->ds)->ds_guid;
1128                 }
1129
1130                 dsl_pool_rele(dp, FTAG);
1131                 dp = NULL;
1132                 err = dsl_bookmark_create_redacted(newredactbook, snapname,
1133                     numsnaps, guids, FTAG, &new_rl);
1134                 kmem_free(guids, numsnaps * sizeof (uint64_t));
1135                 if (err != 0) {
1136                         goto out;
1137                 }
1138         }
1139
1140         for (int i = 0; i < numsnaps; i++) {
1141                 struct redact_thread_arg *rta = &args[i];
1142                 (void) bqueue_init(&rta->q, zfs_redact_queue_ff,
1143                     zfs_redact_queue_length,
1144                     offsetof(struct redact_record, ln));
1145                 if (resuming) {
1146                         rta->resume.zb_blkid =
1147                             new_rl->rl_phys->rlp_last_blkid;
1148                         rta->resume.zb_object =
1149                             new_rl->rl_phys->rlp_last_object;
1150                 }
1151                 rta->txg = dsl_dataset_phys(ds)->ds_creation_txg;
1152                 (void) thread_create(NULL, 0, redact_traverse_thread, rta,
1153                     0, curproc, TS_RUN, minclsyspri);
1154         }
1155
1156         struct redact_merge_thread_arg *rmta;
1157         rmta = kmem_zalloc(sizeof (struct redact_merge_thread_arg), KM_SLEEP);
1158
1159         (void) bqueue_init(&rmta->q, zfs_redact_queue_ff,
1160             zfs_redact_queue_length, offsetof(struct redact_record, ln));
1161         rmta->numsnaps = numsnaps;
1162         rmta->spa = os->os_spa;
1163         rmta->thr_args = args;
1164         (void) thread_create(NULL, 0, redact_merge_thread, rmta, 0, curproc,
1165             TS_RUN, minclsyspri);
1166         err = perform_redaction(os, new_rl, rmta);
1167         kmem_free(rmta, sizeof (struct redact_merge_thread_arg));
1168
1169 out:
1170         kmem_free(newredactbook, sizeof (char) * ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
1171
1172         if (new_rl != NULL) {
1173                 dsl_redaction_list_long_rele(new_rl, FTAG);
1174                 dsl_redaction_list_rele(new_rl, FTAG);
1175         }
1176         for (int i = 0; i < numsnaps; i++) {
1177                 struct redact_thread_arg *rta = &args[i];
1178                 /*
1179                  * rta->ds may be NULL if we got an error while filling
1180                  * it in.
1181                  */
1182                 if (rta->ds != NULL) {
1183                         dsl_dataset_long_rele(rta->ds, FTAG);
1184                         dsl_dataset_rele_flags(rta->ds,
1185                             DS_HOLD_FLAG_DECRYPT, FTAG);
1186                 }
1187         }
1188
1189         if (args != NULL)
1190                 kmem_free(args, numsnaps * sizeof (*args));
1191         if (dp != NULL)
1192                 dsl_pool_rele(dp, FTAG);
1193         if (ds != NULL) {
1194                 dsl_dataset_long_rele(ds, FTAG);
1195                 dsl_dataset_rele_flags(ds, DS_HOLD_FLAG_DECRYPT, FTAG);
1196         }
1197         return (SET_ERROR(err));
1198
1199 }