sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dmu.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) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2011, 2017 by Delphix. All rights reserved.
  24  */
  25 /* Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved. */
  26 /* Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. All rights reserved. */
  27 /* Copyright (c) 2014, Nexenta Systems, Inc. All rights reserved. */
  28
  29 #include <sys/dmu.h>
  30 #include <sys/dmu_impl.h>
  31 #include <sys/dmu_tx.h>
  32 #include <sys/dbuf.h>
  33 #include <sys/dnode.h>
  34 #include <sys/zfs_context.h>
  35 #include <sys/dmu_objset.h>
  36 #include <sys/dmu_traverse.h>
  37 #include <sys/dsl_dataset.h>
  38 #include <sys/dsl_dir.h>
  39 #include <sys/dsl_pool.h>
  40 #include <sys/dsl_synctask.h>
  41 #include <sys/dsl_prop.h>
  42 #include <sys/dmu_zfetch.h>
  43 #include <sys/zfs_ioctl.h>
  44 #include <sys/zap.h>
  45 #include <sys/zio_checksum.h>
  46 #include <sys/zio_compress.h>
  47 #include <sys/sa.h>
  48 #include <sys/zfeature.h>
  49 #include <sys/abd.h>
  50 #ifdef _KERNEL
  51 #include <sys/racct.h>
  52 #include <sys/vm.h>
  53 #include <sys/zfs_znode.h>
  54 #endif
  55
  56 /*
  57  * Enable/disable nopwrite feature.
  58  */
  59 int zfs_nopwrite_enabled = 1;
  60 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
  61 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, nopwrite_enabled, CTLFLAG_RDTUN,
  62     &zfs_nopwrite_enabled, 0, "Enable nopwrite feature");
  63
  64 /*
  65  * Tunable to control percentage of dirtied blocks from frees in one TXG.
  66  * After this threshold is crossed, additional dirty blocks from frees
  67  * wait until the next TXG.
  68  * A value of zero will disable this throttle.
  69  */
  70 uint32_t zfs_per_txg_dirty_frees_percent = 30;
  71 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, per_txg_dirty_frees_percent, CTLFLAG_RWTUN,
  72         &zfs_per_txg_dirty_frees_percent, 0, "Percentage of dirtied blocks from frees in one txg");
  73
  74 const dmu_object_type_info_t dmu_ot[DMU_OT_NUMTYPES] = {
  75         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "unallocated"           },
  76         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "object directory"      },
  77         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "object array"          },
  78         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "packed nvlist"         },
  79         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "packed nvlist size"    },
  80         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "bpobj"                 },
  81         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "bpobj header"          },
  82         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "SPA space map header"  },
  83         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "SPA space map"         },
  84         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "ZIL intent log"        },
  85         {       DMU_BSWAP_DNODE,        TRUE,   "DMU dnode"             },
  86         {       DMU_BSWAP_OBJSET,       TRUE,   "DMU objset"            },
  87         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "DSL directory"         },
  88         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL directory child map"},
  89         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL dataset snap map"  },
  90         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL props"             },
  91         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "DSL dataset"           },
  92         {       DMU_BSWAP_ZNODE,        TRUE,   "ZFS znode"             },
  93         {       DMU_BSWAP_OLDACL,       TRUE,   "ZFS V0 ACL"            },
  94         {       DMU_BSWAP_UINT8,        FALSE,  "ZFS plain file"        },
  95         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "ZFS directory"         },
  96         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "ZFS master node"       },
  97         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "ZFS delete queue"      },
  98         {       DMU_BSWAP_UINT8,        FALSE,  "zvol object"           },
  99         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "zvol prop"             },
 100         {       DMU_BSWAP_UINT8,        FALSE,  "other uint8[]"         },
 101         {       DMU_BSWAP_UINT64,       FALSE,  "other uint64[]"        },
 102         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "other ZAP"             },
 103         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "persistent error log"  },
 104         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "SPA history"           },
 105         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "SPA history offsets"   },
 106         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "Pool properties"       },
 107         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL permissions"       },
 108         {       DMU_BSWAP_ACL,          TRUE,   "ZFS ACL"               },
 109         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "ZFS SYSACL"            },
 110         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "FUID table"            },
 111         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "FUID table size"       },
 112         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL dataset next clones"},
 113         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "scan work queue"       },
 114         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "ZFS user/group used"   },
 115         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "ZFS user/group quota"  },
 116         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "snapshot refcount tags"},
 117         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DDT ZAP algorithm"     },
 118         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DDT statistics"        },
 119         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "System attributes"     },
 120         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "SA master node"        },
 121         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "SA attr registration"  },
 122         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "SA attr layouts"       },
 123         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "scan translations"     },
 124         {       DMU_BSWAP_UINT8,        FALSE,  "deduplicated block"    },
 125         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL deadlist map"      },
 126         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "DSL deadlist map hdr"  },
 127         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL dir clones"        },
 128         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "bpobj subobj"          }
 129 };
 130
 131 const dmu_object_byteswap_info_t dmu_ot_byteswap[DMU_BSWAP_NUMFUNCS] = {
 132         {       byteswap_uint8_array,   "uint8"         },
 133         {       byteswap_uint16_array,  "uint16"        },
 134         {       byteswap_uint32_array,  "uint32"        },
 135         {       byteswap_uint64_array,  "uint64"        },
 136         {       zap_byteswap,           "zap"           },
 137         {       dnode_buf_byteswap,     "dnode"         },
 138         {       dmu_objset_byteswap,    "objset"        },
 139         {       zfs_znode_byteswap,     "znode"         },
 140         {       zfs_oldacl_byteswap,    "oldacl"        },
 141         {       zfs_acl_byteswap,       "acl"           }
 142 };
 143
 144 int
 145 dmu_buf_hold_noread_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset,
 146     void *tag, dmu_buf_t **dbp)
 147 {
 148         uint64_t blkid;
 149         dmu_buf_impl_t *db;
 150
 151         blkid = dbuf_whichblock(dn, 0, offset);
 152         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 153         db = dbuf_hold(dn, blkid, tag);
 154         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 155
 156         if (db == NULL) {
 157                 *dbp = NULL;
 158                 return (SET_ERROR(EIO));
 159         }
 160
 161         *dbp = &db->db;
 162         return (0);
 163 }
 164 int
 165 dmu_buf_hold_noread(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
 166     void *tag, dmu_buf_t **dbp)
 167 {
 168         dnode_t *dn;
 169         uint64_t blkid;
 170         dmu_buf_impl_t *db;
 171         int err;
 172
 173         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
 174         if (err)
 175                 return (err);
 176         blkid = dbuf_whichblock(dn, 0, offset);
 177         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 178         db = dbuf_hold(dn, blkid, tag);
 179         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 180         dnode_rele(dn, FTAG);
 181
 182         if (db == NULL) {
 183                 *dbp = NULL;
 184                 return (SET_ERROR(EIO));
 185         }
 186
 187         *dbp = &db->db;
 188         return (err);
 189 }
 190
 191 int
 192 dmu_buf_hold_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset,
 193     void *tag, dmu_buf_t **dbp, int flags)
 194 {
 195         int err;
 196         int db_flags = DB_RF_CANFAIL;
 197
 198         if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH)
 199                 db_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
 200
 201         err = dmu_buf_hold_noread_by_dnode(dn, offset, tag, dbp);
 202         if (err == 0) {
 203                 dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)(*dbp);
 204                 err = dbuf_read(db, NULL, db_flags);
 205                 if (err != 0) {
 206                         dbuf_rele(db, tag);
 207                         *dbp = NULL;
 208                 }
 209         }
 210
 211         return (err);
 212 }
 213
 214 int
 215 dmu_buf_hold(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
 216     void *tag, dmu_buf_t **dbp, int flags)
 217 {
 218         int err;
 219         int db_flags = DB_RF_CANFAIL;
 220
 221         if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH)
 222                 db_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
 223
 224         err = dmu_buf_hold_noread(os, object, offset, tag, dbp);
 225         if (err == 0) {
 226                 dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)(*dbp);
 227                 err = dbuf_read(db, NULL, db_flags);
 228                 if (err != 0) {
 229                         dbuf_rele(db, tag);
 230                         *dbp = NULL;
 231                 }
 232         }
 233
 234         return (err);
 235 }
 236
 237 int
 238 dmu_bonus_max(void)
 239 {
 240         return (DN_MAX_BONUSLEN);
 241 }
 242
 243 int
 244 dmu_set_bonus(dmu_buf_t *db_fake, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 245 {
 246         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
 247         dnode_t *dn;
 248         int error;
 249
 250         DB_DNODE_ENTER(db);
 251         dn = DB_DNODE(db);
 252
 253         if (dn->dn_bonus != db) {
 254                 error = SET_ERROR(EINVAL);
 255         } else if (newsize < 0 || newsize > db_fake->db_size) {
 256                 error = SET_ERROR(EINVAL);
 257         } else {
 258                 dnode_setbonuslen(dn, newsize, tx);
 259                 error = 0;
 260         }
 261
 262         DB_DNODE_EXIT(db);
 263         return (error);
 264 }
 265
 266 int
 267 dmu_set_bonustype(dmu_buf_t *db_fake, dmu_object_type_t type, dmu_tx_t *tx)
 268 {
 269         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
 270         dnode_t *dn;
 271         int error;
 272
 273         DB_DNODE_ENTER(db);
 274         dn = DB_DNODE(db);
 275
 276         if (!DMU_OT_IS_VALID(type)) {
 277                 error = SET_ERROR(EINVAL);
 278         } else if (dn->dn_bonus != db) {
 279                 error = SET_ERROR(EINVAL);
 280         } else {
 281                 dnode_setbonus_type(dn, type, tx);
 282                 error = 0;
 283         }
 284
 285         DB_DNODE_EXIT(db);
 286         return (error);
 287 }
 288
 289 dmu_object_type_t
 290 dmu_get_bonustype(dmu_buf_t *db_fake)
 291 {
 292         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
 293         dnode_t *dn;
 294         dmu_object_type_t type;
 295
 296         DB_DNODE_ENTER(db);
 297         dn = DB_DNODE(db);
 298         type = dn->dn_bonustype;
 299         DB_DNODE_EXIT(db);
 300
 301         return (type);
 302 }
 303
 304 int
 305 dmu_rm_spill(objset_t *os, uint64_t object, dmu_tx_t *tx)
 306 {
 307         dnode_t *dn;
 308         int error;
 309
 310         error = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
 311         dbuf_rm_spill(dn, tx);
 312         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 313         dnode_rm_spill(dn, tx);
 314         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 315         dnode_rele(dn, FTAG);
 316         return (error);
 317 }
 318
 319 /*
 320  * returns ENOENT, EIO, or 0.
 321  */
 322 int
 323 dmu_bonus_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
 324 {
 325         dnode_t *dn;
 326         dmu_buf_impl_t *db;
 327         int error;
 328
 329         error = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
 330         if (error)
 331                 return (error);
 332
 333         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 334         if (dn->dn_bonus == NULL) {
 335                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 336                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 337                 if (dn->dn_bonus == NULL)
 338                         dbuf_create_bonus(dn);
 339         }
 340         db = dn->dn_bonus;
 341
 342         /* as long as the bonus buf is held, the dnode will be held */
 343         if (refcount_add(&db->db_holds, tag) == 1) {
 344                 VERIFY(dnode_add_ref(dn, db));
 345                 atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
 346         }
 347
 348         /*
 349          * Wait to drop dn_struct_rwlock until after adding the bonus dbuf's
 350          * hold and incrementing the dbuf count to ensure that dnode_move() sees
 351          * a dnode hold for every dbuf.
 352          */
 353         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 354
 355         dnode_rele(dn, FTAG);
 356
 357         VERIFY(0 == dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH));
 358
 359         *dbp = &db->db;
 360         return (0);
 361 }
 362
 363 /*
 364  * returns ENOENT, EIO, or 0.
 365  *
 366  * This interface will allocate a blank spill dbuf when a spill blk
 367  * doesn't already exist on the dnode.
 368  *
 369  * if you only want to find an already existing spill db, then
 370  * dmu_spill_hold_existing() should be used.
 371  */
 372 int
 373 dmu_spill_hold_by_dnode(dnode_t *dn, uint32_t flags, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
 374 {
 375         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
 376         int err;
 377
 378         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
 379                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 380
 381         db = dbuf_hold(dn, DMU_SPILL_BLKID, tag);
 382
 383         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
 384                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 385
 386         ASSERT(db != NULL);
 387         err = dbuf_read(db, NULL, flags);
 388         if (err == 0)
 389                 *dbp = &db->db;
 390         else
 391                 dbuf_rele(db, tag);
 392         return (err);
 393 }
 394
 395 int
 396 dmu_spill_hold_existing(dmu_buf_t *bonus, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
 397 {
 398         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)bonus;
 399         dnode_t *dn;
 400         int err;
 401
 402         DB_DNODE_ENTER(db);
 403         dn = DB_DNODE(db);
 404
 405         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_SA) {
 406                 err = SET_ERROR(EINVAL);
 407         } else {
 408                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 409
 410                 if (!dn->dn_have_spill) {
 411                         err = SET_ERROR(ENOENT);
 412                 } else {
 413                         err = dmu_spill_hold_by_dnode(dn,
 414                             DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_CANFAIL, tag, dbp);
 415                 }
 416
 417                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 418         }
 419
 420         DB_DNODE_EXIT(db);
 421         return (err);
 422 }
 423
 424 int
 425 dmu_spill_hold_by_bonus(dmu_buf_t *bonus, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
 426 {
 427         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)bonus;
 428         dnode_t *dn;
 429         int err;
 430
 431         DB_DNODE_ENTER(db);
 432         dn = DB_DNODE(db);
 433         err = dmu_spill_hold_by_dnode(dn, DB_RF_CANFAIL, tag, dbp);
 434         DB_DNODE_EXIT(db);
 435
 436         return (err);
 437 }
 438
 439 /*
 440  * Note: longer-term, we should modify all of the dmu_buf_*() interfaces
 441  * to take a held dnode rather than <os, object> -- the lookup is wasteful,
 442  * and can induce severe lock contention when writing to several files
 443  * whose dnodes are in the same block.
 444  */
 445 static int
 446 dmu_buf_hold_array_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t length,
 447     boolean_t read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp, uint32_t flags)
 448 {
 449         dmu_buf_t **dbp;
 450         uint64_t blkid, nblks, i;
 451         uint32_t dbuf_flags;
 452         int err;
 453         zio_t *zio;
 454
 455         ASSERT(length <= DMU_MAX_ACCESS);
 456
 457         /*
 458          * Note: We directly notify the prefetch code of this read, so that
 459          * we can tell it about the multi-block read.  dbuf_read() only knows
 460          * about the one block it is accessing.
 461          */
 462         dbuf_flags = DB_RF_CANFAIL | DB_RF_NEVERWAIT | DB_RF_HAVESTRUCT |
 463             DB_RF_NOPREFETCH;
 464
 465         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 466         if (dn->dn_datablkshift) {
 467                 int blkshift = dn->dn_datablkshift;
 468                 nblks = (P2ROUNDUP(offset + length, 1ULL << blkshift) -
 469                     P2ALIGN(offset, 1ULL << blkshift)) >> blkshift;
 470         } else {
 471                 if (offset + length > dn->dn_datablksz) {
 472                         zfs_panic_recover("zfs: accessing past end of object "
 473                             "%llx/%llx (size=%u access=%llu+%llu)",
 474                             (longlong_t)dn->dn_objset->
 475                             os_dsl_dataset->ds_object,
 476                             (longlong_t)dn->dn_object, dn->dn_datablksz,
 477                             (longlong_t)offset, (longlong_t)length);
 478                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 479                         return (SET_ERROR(EIO));
 480                 }
 481                 nblks = 1;
 482         }
 483         dbp = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_t *) * nblks, KM_SLEEP);
 484
 485 #if defined(_KERNEL) && defined(RACCT)
 486         if (racct_enable && !read) {
 487                 PROC_LOCK(curproc);
 488                 racct_add_force(curproc, RACCT_WRITEBPS, length);
 489                 racct_add_force(curproc, RACCT_WRITEIOPS, nblks);
 490                 PROC_UNLOCK(curproc);
 491         }
 492 #endif
 493
 494         zio = zio_root(dn->dn_objset->os_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
 495         blkid = dbuf_whichblock(dn, 0, offset);
 496         for (i = 0; i < nblks; i++) {
 497                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold(dn, blkid + i, tag);
 498                 if (db == NULL) {
 499                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 500                         dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
 501                         zio_nowait(zio);
 502                         return (SET_ERROR(EIO));
 503                 }
 504
 505                 /* initiate async i/o */
 506                 if (read)
 507                         (void) dbuf_read(db, zio, dbuf_flags);
 508 #ifdef _KERNEL
 509                 else
 510                         curthread->td_ru.ru_oublock++;
 511 #endif
 512                 dbp[i] = &db->db;
 513         }
 514
 515         if ((flags & DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0 &&
 516             DNODE_META_IS_CACHEABLE(dn) && length <= zfetch_array_rd_sz) {
 517                 dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, blkid, nblks,
 518                     read && DNODE_IS_CACHEABLE(dn));
 519         }
 520         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 521
 522         /* wait for async i/o */
 523         err = zio_wait(zio);
 524         if (err) {
 525                 dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
 526                 return (err);
 527         }
 528
 529         /* wait for other io to complete */
 530         if (read) {
 531                 for (i = 0; i < nblks; i++) {
 532                         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbp[i];
 533                         mutex_enter(&db->db_mtx);
 534                         while (db->db_state == DB_READ ||
 535                             db->db_state == DB_FILL)
 536                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
 537                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
 538                                 err = SET_ERROR(EIO);
 539                         mutex_exit(&db->db_mtx);
 540                         if (err) {
 541                                 dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
 542                                 return (err);
 543                         }
 544                 }
 545         }
 546
 547         *numbufsp = nblks;
 548         *dbpp = dbp;
 549         return (0);
 550 }
 551
 552 static int
 553 dmu_buf_hold_array(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
 554     uint64_t length, int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp)
 555 {
 556         dnode_t *dn;
 557         int err;
 558
 559         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
 560         if (err)
 561                 return (err);
 562
 563         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, length, read, tag,
 564             numbufsp, dbpp, DMU_READ_PREFETCH);
 565
 566         dnode_rele(dn, FTAG);
 567
 568         return (err);
 569 }
 570
 571 int
 572 dmu_buf_hold_array_by_bonus(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t offset,
 573     uint64_t length, boolean_t read, void *tag, int *numbufsp,
 574     dmu_buf_t ***dbpp)
 575 {
 576         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
 577         dnode_t *dn;
 578         int err;
 579
 580         DB_DNODE_ENTER(db);
 581         dn = DB_DNODE(db);
 582         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, length, read, tag,
 583             numbufsp, dbpp, DMU_READ_PREFETCH);
 584         DB_DNODE_EXIT(db);
 585
 586         return (err);
 587 }
 588
 589 void
 590 dmu_buf_rele_array(dmu_buf_t **dbp_fake, int numbufs, void *tag)
 591 {
 592         int i;
 593         dmu_buf_impl_t **dbp = (dmu_buf_impl_t **)dbp_fake;
 594
 595         if (numbufs == 0)
 596                 return;
 597
 598         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
 599                 if (dbp[i])
 600                         dbuf_rele(dbp[i], tag);
 601         }
 602
 603         kmem_free(dbp, sizeof (dmu_buf_t *) * numbufs);
 604 }
 605
 606 /*
 607  * Issue prefetch i/os for the given blocks.  If level is greater than 0, the
 608  * indirect blocks prefeteched will be those that point to the blocks containing
 609  * the data starting at offset, and continuing to offset + len.
 610  *
 611  * Note that if the indirect blocks above the blocks being prefetched are not in
 612  * cache, they will be asychronously read in.
 613  */
 614 void
 615 dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, int64_t level, uint64_t offset,
 616     uint64_t len, zio_priority_t pri)
 617 {
 618         dnode_t *dn;
 619         uint64_t blkid;
 620         int nblks, err;
 621
 622         if (len == 0) {  /* they're interested in the bonus buffer */
 623                 dn = DMU_META_DNODE(os);
 624
 625                 if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
 626                         return;
 627
 628                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 629                 blkid = dbuf_whichblock(dn, level,
 630                     object * sizeof (dnode_phys_t));
 631                 dbuf_prefetch(dn, level, blkid, pri, 0);
 632                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 633                 return;
 634         }
 635
 636         /*
 637          * XXX - Note, if the dnode for the requested object is not
 638          * already cached, we will do a *synchronous* read in the
 639          * dnode_hold() call.  The same is true for any indirects.
 640          */
 641         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
 642         if (err != 0)
 643                 return;
 644
 645         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 646         /*
 647          * offset + len - 1 is the last byte we want to prefetch for, and offset
 648          * is the first.  Then dbuf_whichblk(dn, level, off + len - 1) is the
 649          * last block we want to prefetch, and dbuf_whichblock(dn, level,
 650          * offset)  is the first.  Then the number we need to prefetch is the
 651          * last - first + 1.
 652          */
 653         if (level > 0 || dn->dn_datablkshift != 0) {
 654                 nblks = dbuf_whichblock(dn, level, offset + len - 1) -
 655                     dbuf_whichblock(dn, level, offset) + 1;
 656         } else {
 657                 nblks = (offset < dn->dn_datablksz);
 658         }
 659
 660         if (nblks != 0) {
 661                 blkid = dbuf_whichblock(dn, level, offset);
 662                 for (int i = 0; i < nblks; i++)
 663                         dbuf_prefetch(dn, level, blkid + i, pri, 0);
 664         }
 665
 666         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 667
 668         dnode_rele(dn, FTAG);
 669 }
 670
 671 /*
 672  * Get the next "chunk" of file data to free.  We traverse the file from
 673  * the end so that the file gets shorter over time (if we crashes in the
 674  * middle, this will leave us in a better state).  We find allocated file
 675  * data by simply searching the allocated level 1 indirects.
 676  *
 677  * On input, *start should be the first offset that does not need to be
 678  * freed (e.g. "offset + length").  On return, *start will be the first
 679  * offset that should be freed.
 680  */
 681 static int
 682 get_next_chunk(dnode_t *dn, uint64_t *start, uint64_t minimum)
 683 {
 684         uint64_t maxblks = DMU_MAX_ACCESS >> (dn->dn_indblkshift + 1);
 685         /* bytes of data covered by a level-1 indirect block */
 686         uint64_t iblkrange =
 687             dn->dn_datablksz * EPB(dn->dn_indblkshift, SPA_BLKPTRSHIFT);
 688
 689         ASSERT3U(minimum, <=, *start);
 690
 691         if (*start - minimum <= iblkrange * maxblks) {
 692                 *start = minimum;
 693                 return (0);
 694         }
 695         ASSERT(ISP2(iblkrange));
 696
 697         for (uint64_t blks = 0; *start > minimum && blks < maxblks; blks++) {
 698                 int err;
 699
 700                 /*
 701                  * dnode_next_offset(BACKWARDS) will find an allocated L1
 702                  * indirect block at or before the input offset.  We must
 703                  * decrement *start so that it is at the end of the region
 704                  * to search.
 705                  */
 706                 (*start)--;
 707                 err = dnode_next_offset(dn,
 708                     DNODE_FIND_BACKWARDS, start, 2, 1, 0);
 709
 710                 /* if there are no indirect blocks before start, we are done */
 711                 if (err == ESRCH) {
 712                         *start = minimum;
 713                         break;
 714                 } else if (err != 0) {
 715                         return (err);
 716                 }
 717
 718                 /* set start to the beginning of this L1 indirect */
 719                 *start = P2ALIGN(*start, iblkrange);
 720         }
 721         if (*start < minimum)
 722                 *start = minimum;
 723         return (0);
 724 }
 725
 726 static int
 727 dmu_free_long_range_impl(objset_t *os, dnode_t *dn, uint64_t offset,
 728     uint64_t length)
 729 {
 730         uint64_t object_size = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
 731         int err;
 732         uint64_t dirty_frees_threshold;
 733         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
 734
 735         if (offset >= object_size)
 736                 return (0);
 737
 738         if (zfs_per_txg_dirty_frees_percent <= 100)
 739                 dirty_frees_threshold =
 740                     zfs_per_txg_dirty_frees_percent * zfs_dirty_data_max / 100;
 741         else
 742                 dirty_frees_threshold = zfs_dirty_data_max / 4;
 743
 744         if (length == DMU_OBJECT_END || offset + length > object_size)
 745                 length = object_size - offset;
 746
 747         while (length != 0) {
 748                 uint64_t chunk_end, chunk_begin, chunk_len;
 749                 uint64_t long_free_dirty_all_txgs = 0;
 750                 dmu_tx_t *tx;
 751
 752                 chunk_end = chunk_begin = offset + length;
 753
 754                 /* move chunk_begin backwards to the beginning of this chunk */
 755                 err = get_next_chunk(dn, &chunk_begin, offset);
 756                 if (err)
 757                         return (err);
 758                 ASSERT3U(chunk_begin, >=, offset);
 759                 ASSERT3U(chunk_begin, <=, chunk_end);
 760
 761                 chunk_len = chunk_end - chunk_begin;
 762
 763                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
 764                 for (int t = 0; t < TXG_SIZE; t++) {
 765                         long_free_dirty_all_txgs +=
 766                             dp->dp_long_free_dirty_pertxg[t];
 767                 }
 768                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
 769
 770                 /*
 771                  * To avoid filling up a TXG with just frees wait for
 772                  * the next TXG to open before freeing more chunks if
 773                  * we have reached the threshold of frees
 774                  */
 775                 if (dirty_frees_threshold != 0 &&
 776                     long_free_dirty_all_txgs >= dirty_frees_threshold) {
 777                         txg_wait_open(dp, 0);
 778                         continue;
 779                 }
 780
 781                 tx = dmu_tx_create(os);
 782                 dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object, chunk_begin, chunk_len);
 783
 784                 /*
 785                  * Mark this transaction as typically resulting in a net
 786                  * reduction in space used.
 787                  */
 788                 dmu_tx_mark_netfree(tx);
 789                 err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
 790                 if (err) {
 791                         dmu_tx_abort(tx);
 792                         return (err);
 793                 }
 794
 795                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
 796                 dp->dp_long_free_dirty_pertxg[dmu_tx_get_txg(tx) & TXG_MASK] +=
 797                     chunk_len;
 798                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
 799                 DTRACE_PROBE3(free__long__range,
 800                     uint64_t, long_free_dirty_all_txgs, uint64_t, chunk_len,
 801                     uint64_t, dmu_tx_get_txg(tx));
 802                 dnode_free_range(dn, chunk_begin, chunk_len, tx);
 803                 dmu_tx_commit(tx);
 804
 805                 length -= chunk_len;
 806         }
 807         return (0);
 808 }
 809
 810 int
 811 dmu_free_long_range(objset_t *os, uint64_t object,
 812     uint64_t offset, uint64_t length)
 813 {
 814         dnode_t *dn;
 815         int err;
 816
 817         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
 818         if (err != 0)
 819                 return (err);
 820         err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, offset, length);
 821
 822         /*
 823          * It is important to zero out the maxblkid when freeing the entire
 824          * file, so that (a) subsequent calls to dmu_free_long_range_impl()
 825          * will take the fast path, and (b) dnode_reallocate() can verify
 826          * that the entire file has been freed.
 827          */
 828         if (err == 0 && offset == 0 && length == DMU_OBJECT_END)
 829                 dn->dn_maxblkid = 0;
 830
 831         dnode_rele(dn, FTAG);
 832         return (err);
 833 }
 834
 835 int
 836 dmu_free_long_object(objset_t *os, uint64_t object)
 837 {
 838         dmu_tx_t *tx;
 839         int err;
 840
 841         err = dmu_free_long_range(os, object, 0, DMU_OBJECT_END);
 842         if (err != 0)
 843                 return (err);
 844
 845         tx = dmu_tx_create(os);
 846         dmu_tx_hold_bonus(tx, object);
 847         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
 848         dmu_tx_mark_netfree(tx);
 849         err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
 850         if (err == 0) {
 851                 err = dmu_object_free(os, object, tx);
 852                 dmu_tx_commit(tx);
 853         } else {
 854                 dmu_tx_abort(tx);
 855         }
 856
 857         return (err);
 858 }
 859
 860 int
 861 dmu_free_range(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
 862     uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
 863 {
 864         dnode_t *dn;
 865         int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
 866         if (err)
 867                 return (err);
 868         ASSERT(offset < UINT64_MAX);
 869         ASSERT(size == -1ULL || size <= UINT64_MAX - offset);
 870         dnode_free_range(dn, offset, size, tx);
 871         dnode_rele(dn, FTAG);
 872         return (0);
 873 }
 874
 875 static int
 876 dmu_read_impl(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t size,
 877     void *buf, uint32_t flags)
 878 {
 879         dmu_buf_t **dbp;
 880         int numbufs, err = 0;
 881
 882         /*
 883          * Deal with odd block sizes, where there can't be data past the first
 884          * block.  If we ever do the tail block optimization, we will need to
 885          * handle that here as well.
 886          */
 887         if (dn->dn_maxblkid == 0) {
 888                 int newsz = offset > dn->dn_datablksz ? 0 :
 889                     MIN(size, dn->dn_datablksz - offset);
 890                 bzero((char *)buf + newsz, size - newsz);
 891                 size = newsz;
 892         }
 893
 894         while (size > 0) {
 895                 uint64_t mylen = MIN(size, DMU_MAX_ACCESS / 2);
 896                 int i;
 897
 898                 /*
 899                  * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
 900                  * to be reading in parallel.
 901                  */
 902                 err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, mylen,
 903                     TRUE, FTAG, &numbufs, &dbp, flags);
 904                 if (err)
 905                         break;
 906
 907                 for (i = 0; i < numbufs; i++) {
 908                         int tocpy;
 909                         int bufoff;
 910                         dmu_buf_t *db = dbp[i];
 911
 912                         ASSERT(size > 0);
 913
 914                         bufoff = offset - db->db_offset;
 915                         tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
 916
 917                         bcopy((char *)db->db_data + bufoff, buf, tocpy);
 918
 919                         offset += tocpy;
 920                         size -= tocpy;
 921                         buf = (char *)buf + tocpy;
 922                 }
 923                 dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
 924         }
 925         return (err);
 926 }
 927
 928 int
 929 dmu_read(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
 930     void *buf, uint32_t flags)
 931 {
 932         dnode_t *dn;
 933         int err;
 934
 935         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
 936         if (err != 0)
 937                 return (err);
 938
 939         err = dmu_read_impl(dn, offset, size, buf, flags);
 940         dnode_rele(dn, FTAG);
 941         return (err);
 942 }
 943
 944 int
 945 dmu_read_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t size, void *buf,
 946     uint32_t flags)
 947 {
 948         return (dmu_read_impl(dn, offset, size, buf, flags));
 949 }
 950
 951 static void
 952 dmu_write_impl(dmu_buf_t **dbp, int numbufs, uint64_t offset, uint64_t size,
 953     const void *buf, dmu_tx_t *tx)
 954 {
 955         int i;
 956
 957         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
 958                 int tocpy;
 959                 int bufoff;
 960                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
 961
 962                 ASSERT(size > 0);
 963
 964                 bufoff = offset - db->db_offset;
 965                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
 966
 967                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
 968
 969                 if (tocpy == db->db_size)
 970                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
 971                 else
 972                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
 973
 974                 bcopy(buf, (char *)db->db_data + bufoff, tocpy);
 975
 976                 if (tocpy == db->db_size)
 977                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
 978
 979                 offset += tocpy;
 980                 size -= tocpy;
 981                 buf = (char *)buf + tocpy;
 982         }
 983 }
 984
 985 void
 986 dmu_write(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
 987     const void *buf, dmu_tx_t *tx)
 988 {
 989         dmu_buf_t **dbp;
 990         int numbufs;
 991
 992         if (size == 0)
 993                 return;
 994
 995         VERIFY0(dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
 996             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
 997         dmu_write_impl(dbp, numbufs, offset, size, buf, tx);
 998         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
 999 }
1000
1001 void
1002 dmu_write_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t size,
1003     const void *buf, dmu_tx_t *tx)
1004 {
1005         dmu_buf_t **dbp;
1006         int numbufs;
1007
1008         if (size == 0)
1009                 return;
1010
1011         VERIFY0(dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, size,
1012             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp, DMU_READ_PREFETCH));
1013         dmu_write_impl(dbp, numbufs, offset, size, buf, tx);
1014         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1015 }
1016
1017 void
1018 dmu_prealloc(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1019     dmu_tx_t *tx)
1020 {
1021         dmu_buf_t **dbp;
1022         int numbufs, i;
1023
1024         if (size == 0)
1025                 return;
1026
1027         VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
1028             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
1029
1030         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1031                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1032
1033                 dmu_buf_will_not_fill(db, tx);
1034         }
1035         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1036 }
1037
1038 void
1039 dmu_write_embedded(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
1040     void *data, uint8_t etype, uint8_t comp, int uncompressed_size,
1041     int compressed_size, int byteorder, dmu_tx_t *tx)
1042 {
1043         dmu_buf_t *db;
1044
1045         ASSERT3U(etype, <, NUM_BP_EMBEDDED_TYPES);
1046         ASSERT3U(comp, <, ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS);
1047         VERIFY0(dmu_buf_hold_noread(os, object, offset,
1048             FTAG, &db));
1049
1050         dmu_buf_write_embedded(db,
1051             data, (bp_embedded_type_t)etype, (enum zio_compress)comp,
1052             uncompressed_size, compressed_size, byteorder, tx);
1053
1054         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1055 }
1056
1057 /*
1058  * DMU support for xuio
1059  */
1060 kstat_t *xuio_ksp = NULL;
1061
1062 int
1063 dmu_xuio_init(xuio_t *xuio, int nblk)
1064 {
1065         dmu_xuio_t *priv;
1066         uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
1067
1068         uio->uio_iovcnt = nblk;
1069         uio->uio_iov = kmem_zalloc(nblk * sizeof (iovec_t), KM_SLEEP);
1070
1071         priv = kmem_zalloc(sizeof (dmu_xuio_t), KM_SLEEP);
1072         priv->cnt = nblk;
1073         priv->bufs = kmem_zalloc(nblk * sizeof (arc_buf_t *), KM_SLEEP);
1074         priv->iovp = uio->uio_iov;
1075         XUIO_XUZC_PRIV(xuio) = priv;
1076
1077         if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
1078                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_rbuf, nblk);
1079         else
1080                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_wbuf, nblk);
1081
1082         return (0);
1083 }
1084
1085 void
1086 dmu_xuio_fini(xuio_t *xuio)
1087 {
1088         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
1089         int nblk = priv->cnt;
1090
1091         kmem_free(priv->iovp, nblk * sizeof (iovec_t));
1092         kmem_free(priv->bufs, nblk * sizeof (arc_buf_t *));
1093         kmem_free(priv, sizeof (dmu_xuio_t));
1094
1095         if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
1096                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_rbuf, -nblk);
1097         else
1098                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_wbuf, -nblk);
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Initialize iov[priv->next] and priv->bufs[priv->next] with { off, n, abuf }
1103  * and increase priv->next by 1.
1104  */
1105 int
1106 dmu_xuio_add(xuio_t *xuio, arc_buf_t *abuf, offset_t off, size_t n)
1107 {
1108         struct iovec *iov;
1109         uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
1110         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
1111         int i = priv->next++;
1112
1113         ASSERT(i < priv->cnt);
1114         ASSERT(off + n <= arc_buf_lsize(abuf));
1115         iov = uio->uio_iov + i;
1116         iov->iov_base = (char *)abuf->b_data + off;
1117         iov->iov_len = n;
1118         priv->bufs[i] = abuf;
1119         return (0);
1120 }
1121
1122 int
1123 dmu_xuio_cnt(xuio_t *xuio)
1124 {
1125         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
1126         return (priv->cnt);
1127 }
1128
1129 arc_buf_t *
1130 dmu_xuio_arcbuf(xuio_t *xuio, int i)
1131 {
1132         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
1133
1134         ASSERT(i < priv->cnt);
1135         return (priv->bufs[i]);
1136 }
1137
1138 void
1139 dmu_xuio_clear(xuio_t *xuio, int i)
1140 {
1141         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
1142
1143         ASSERT(i < priv->cnt);
1144         priv->bufs[i] = NULL;
1145 }
1146
1147 static void
1148 xuio_stat_init(void)
1149 {
1150         xuio_ksp = kstat_create("zfs", 0, "xuio_stats", "misc",
1151             KSTAT_TYPE_NAMED, sizeof (xuio_stats) / sizeof (kstat_named_t),
1152             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
1153         if (xuio_ksp != NULL) {
1154                 xuio_ksp->ks_data = &xuio_stats;
1155                 kstat_install(xuio_ksp);
1156         }
1157 }
1158
1159 static void
1160 xuio_stat_fini(void)
1161 {
1162         if (xuio_ksp != NULL) {
1163                 kstat_delete(xuio_ksp);
1164                 xuio_ksp = NULL;
1165         }
1166 }
1167
1168 void
1169 xuio_stat_wbuf_copied(void)
1170 {
1171         XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_copied);
1172 }
1173
1174 void
1175 xuio_stat_wbuf_nocopy(void)
1176 {
1177         XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_nocopy);
1178 }
1179
1180 #ifdef _KERNEL
1181 static int
1182 dmu_read_uio_dnode(dnode_t *dn, uio_t *uio, uint64_t size)
1183 {
1184         dmu_buf_t **dbp;
1185         int numbufs, i, err;
1186         xuio_t *xuio = NULL;
1187
1188         /*
1189          * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
1190          * to be reading in parallel.
1191          */
1192         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, uio->uio_loffset, size,
1193             TRUE, FTAG, &numbufs, &dbp, 0);
1194         if (err)
1195                 return (err);
1196
1197 #ifdef UIO_XUIO
1198         if (uio->uio_extflg == UIO_XUIO)
1199                 xuio = (xuio_t *)uio;
1200 #endif
1201
1202         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1203                 int tocpy;
1204                 int bufoff;
1205                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1206
1207                 ASSERT(size > 0);
1208
1209                 bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
1210                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1211
1212                 if (xuio) {
1213                         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
1214                         arc_buf_t *dbuf_abuf = dbi->db_buf;
1215                         arc_buf_t *abuf = dbuf_loan_arcbuf(dbi);
1216                         err = dmu_xuio_add(xuio, abuf, bufoff, tocpy);
1217                         if (!err) {
1218                                 uio->uio_resid -= tocpy;
1219                                 uio->uio_loffset += tocpy;
1220                         }
1221
1222                         if (abuf == dbuf_abuf)
1223                                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_rbuf_nocopy);
1224                         else
1225                                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_rbuf_copied);
1226                 } else {
1227 #ifdef illumos
1228                         err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
1229                             UIO_READ, uio);
1230 #else
1231                         err = vn_io_fault_uiomove((char *)db->db_data + bufoff,
1232                             tocpy, uio);
1233 #endif
1234                 }
1235                 if (err)
1236                         break;
1237
1238                 size -= tocpy;
1239         }
1240         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1241
1242         return (err);
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Read 'size' bytes into the uio buffer.
1247  * From object zdb->db_object.
1248  * Starting at offset uio->uio_loffset.
1249  *
1250  * If the caller already has a dbuf in the target object
1251  * (e.g. its bonus buffer), this routine is faster than dmu_read_uio(),
1252  * because we don't have to find the dnode_t for the object.
1253  */
1254 int
1255 dmu_read_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, uio_t *uio, uint64_t size)
1256 {
1257         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zdb;
1258         dnode_t *dn;
1259         int err;
1260
1261         if (size == 0)
1262                 return (0);
1263
1264         DB_DNODE_ENTER(db);
1265         dn = DB_DNODE(db);
1266         err = dmu_read_uio_dnode(dn, uio, size);
1267         DB_DNODE_EXIT(db);
1268
1269         return (err);
1270 }
1271
1272 /*
1273  * Read 'size' bytes into the uio buffer.
1274  * From the specified object
1275  * Starting at offset uio->uio_loffset.
1276  */
1277 int
1278 dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
1279 {
1280         dnode_t *dn;
1281         int err;
1282
1283         if (size == 0)
1284                 return (0);
1285
1286         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1287         if (err)
1288                 return (err);
1289
1290         err = dmu_read_uio_dnode(dn, uio, size);
1291
1292         dnode_rele(dn, FTAG);
1293
1294         return (err);
1295 }
1296
1297 static int
1298 dmu_write_uio_dnode(dnode_t *dn, uio_t *uio, uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
1299 {
1300         dmu_buf_t **dbp;
1301         int numbufs;
1302         int err = 0;
1303         int i;
1304
1305         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, uio->uio_loffset, size,
1306             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp, DMU_READ_PREFETCH);
1307         if (err)
1308                 return (err);
1309
1310         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1311                 int tocpy;
1312                 int bufoff;
1313                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1314
1315                 ASSERT(size > 0);
1316
1317                 bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
1318                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1319
1320                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1321
1322                 if (tocpy == db->db_size)
1323                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1324                 else
1325                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1326
1327 #ifdef illumos
1328                 /*
1329                  * XXX uiomove could block forever (eg. nfs-backed
1330                  * pages).  There needs to be a uiolockdown() function
1331                  * to lock the pages in memory, so that uiomove won't
1332                  * block.
1333                  */
1334                 err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
1335                     UIO_WRITE, uio);
1336 #else
1337                 err = vn_io_fault_uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
1338                     uio);
1339 #endif
1340
1341                 if (tocpy == db->db_size)
1342                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1343
1344                 if (err)
1345                         break;
1346
1347                 size -= tocpy;
1348         }
1349
1350         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1351         return (err);
1352 }
1353
1354 /*
1355  * Write 'size' bytes from the uio buffer.
1356  * To object zdb->db_object.
1357  * Starting at offset uio->uio_loffset.
1358  *
1359  * If the caller already has a dbuf in the target object
1360  * (e.g. its bonus buffer), this routine is faster than dmu_write_uio(),
1361  * because we don't have to find the dnode_t for the object.
1362  */
1363 int
1364 dmu_write_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, uio_t *uio, uint64_t size,
1365     dmu_tx_t *tx)
1366 {
1367         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zdb;
1368         dnode_t *dn;
1369         int err;
1370
1371         if (size == 0)
1372                 return (0);
1373
1374         DB_DNODE_ENTER(db);
1375         dn = DB_DNODE(db);
1376         err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
1377         DB_DNODE_EXIT(db);
1378
1379         return (err);
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Write 'size' bytes from the uio buffer.
1384  * To the specified object.
1385  * Starting at offset uio->uio_loffset.
1386  */
1387 int
1388 dmu_write_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size,
1389     dmu_tx_t *tx)
1390 {
1391         dnode_t *dn;
1392         int err;
1393
1394         if (size == 0)
1395                 return (0);
1396
1397         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1398         if (err)
1399                 return (err);
1400
1401         err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
1402
1403         dnode_rele(dn, FTAG);
1404
1405         return (err);
1406 }
1407
1408 #ifdef illumos
1409 int
1410 dmu_write_pages(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1411     page_t *pp, dmu_tx_t *tx)
1412 {
1413         dmu_buf_t **dbp;
1414         int numbufs, i;
1415         int err;
1416
1417         if (size == 0)
1418                 return (0);
1419
1420         err = dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
1421             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp);
1422         if (err)
1423                 return (err);
1424
1425         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1426                 int tocpy, copied, thiscpy;
1427                 int bufoff;
1428                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1429                 caddr_t va;
1430
1431                 ASSERT(size > 0);
1432                 ASSERT3U(db->db_size, >=, PAGESIZE);
1433
1434                 bufoff = offset - db->db_offset;
1435                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1436
1437                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1438
1439                 if (tocpy == db->db_size)
1440                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1441                 else
1442                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1443
1444                 for (copied = 0; copied < tocpy; copied += PAGESIZE) {
1445                         ASSERT3U(pp->p_offset, ==, db->db_offset + bufoff);
1446                         thiscpy = MIN(PAGESIZE, tocpy - copied);
1447                         va = zfs_map_page(pp, S_READ);
1448                         bcopy(va, (char *)db->db_data + bufoff, thiscpy);
1449                         zfs_unmap_page(pp, va);
1450                         pp = pp->p_next;
1451                         bufoff += PAGESIZE;
1452                 }
1453
1454                 if (tocpy == db->db_size)
1455                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1456
1457                 offset += tocpy;
1458                 size -= tocpy;
1459         }
1460         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1461         return (err);
1462 }
1463
1464 #else   /* !illumos */
1465
1466 int
1467 dmu_write_pages(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1468     vm_page_t *ma, dmu_tx_t *tx)
1469 {
1470         dmu_buf_t **dbp;
1471         struct sf_buf *sf;
1472         int numbufs, i;
1473         int err;
1474
1475         if (size == 0)
1476                 return (0);
1477
1478         err = dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
1479             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp);
1480         if (err)
1481                 return (err);
1482
1483         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1484                 int tocpy, copied, thiscpy;
1485                 int bufoff;
1486                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1487                 caddr_t va;
1488
1489                 ASSERT(size > 0);
1490                 ASSERT3U(db->db_size, >=, PAGESIZE);
1491
1492                 bufoff = offset - db->db_offset;
1493                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1494
1495                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1496
1497                 if (tocpy == db->db_size)
1498                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1499                 else
1500                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1501
1502                 for (copied = 0; copied < tocpy; copied += PAGESIZE) {
1503                         ASSERT3U(ptoa((*ma)->pindex), ==, db->db_offset + bufoff);
1504                         thiscpy = MIN(PAGESIZE, tocpy - copied);
1505                         va = zfs_map_page(*ma, &sf);
1506                         bcopy(va, (char *)db->db_data + bufoff, thiscpy);
1507                         zfs_unmap_page(sf);
1508                         ma += 1;
1509                         bufoff += PAGESIZE;
1510                 }
1511
1512                 if (tocpy == db->db_size)
1513                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1514
1515                 offset += tocpy;
1516                 size -= tocpy;
1517         }
1518         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1519         return (err);
1520 }
1521 #endif  /* illumos */
1522 #endif  /* _KERNEL */
1523
1524 /*
1525  * Allocate a loaned anonymous arc buffer.
1526  */
1527 arc_buf_t *
1528 dmu_request_arcbuf(dmu_buf_t *handle, int size)
1529 {
1530         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)handle;
1531
1532         return (arc_loan_buf(db->db_objset->os_spa, B_FALSE, size));
1533 }
1534
1535 /*
1536  * Free a loaned arc buffer.
1537  */
1538 void
1539 dmu_return_arcbuf(arc_buf_t *buf)
1540 {
1541         arc_return_buf(buf, FTAG);
1542         arc_buf_destroy(buf, FTAG);
1543 }
1544
1545 /*
1546  * When possible directly assign passed loaned arc buffer to a dbuf.
1547  * If this is not possible copy the contents of passed arc buf via
1548  * dmu_write().
1549  */
1550 void
1551 dmu_assign_arcbuf(dmu_buf_t *handle, uint64_t offset, arc_buf_t *buf,
1552     dmu_tx_t *tx)
1553 {
1554         dmu_buf_impl_t *dbuf = (dmu_buf_impl_t *)handle;
1555         dnode_t *dn;
1556         dmu_buf_impl_t *db;
1557         uint32_t blksz = (uint32_t)arc_buf_lsize(buf);
1558         uint64_t blkid;
1559
1560         DB_DNODE_ENTER(dbuf);
1561         dn = DB_DNODE(dbuf);
1562         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1563         blkid = dbuf_whichblock(dn, 0, offset);
1564         VERIFY((db = dbuf_hold(dn, blkid, FTAG)) != NULL);
1565         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1566         DB_DNODE_EXIT(dbuf);
1567
1568         /*
1569          * We can only assign if the offset is aligned, the arc buf is the
1570          * same size as the dbuf, and the dbuf is not metadata.
1571          */
1572         if (offset == db->db.db_offset && blksz == db->db.db_size) {
1573 #ifdef _KERNEL
1574                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1575 #ifdef RACCT
1576                 if (racct_enable) {
1577                         PROC_LOCK(curproc);
1578                         racct_add_force(curproc, RACCT_WRITEBPS, blksz);
1579                         racct_add_force(curproc, RACCT_WRITEIOPS, 1);
1580                         PROC_UNLOCK(curproc);
1581                 }
1582 #endif /* RACCT */
1583 #endif /* _KERNEL */
1584                 dbuf_assign_arcbuf(db, buf, tx);
1585                 dbuf_rele(db, FTAG);
1586         } else {
1587                 objset_t *os;
1588                 uint64_t object;
1589
1590                 /* compressed bufs must always be assignable to their dbuf */
1591                 ASSERT3U(arc_get_compression(buf), ==, ZIO_COMPRESS_OFF);
1592                 ASSERT(!(buf->b_flags & ARC_BUF_FLAG_COMPRESSED));
1593
1594                 DB_DNODE_ENTER(dbuf);
1595                 dn = DB_DNODE(dbuf);
1596                 os = dn->dn_objset;
1597                 object = dn->dn_object;
1598                 DB_DNODE_EXIT(dbuf);
1599
1600                 dbuf_rele(db, FTAG);
1601                 dmu_write(os, object, offset, blksz, buf->b_data, tx);
1602                 dmu_return_arcbuf(buf);
1603                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_copied);
1604         }
1605 }
1606
1607 typedef struct {
1608         dbuf_dirty_record_t     *dsa_dr;
1609         dmu_sync_cb_t           *dsa_done;
1610         zgd_t                   *dsa_zgd;
1611         dmu_tx_t                *dsa_tx;
1612 } dmu_sync_arg_t;
1613
1614 /* ARGSUSED */
1615 static void
1616 dmu_sync_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
1617 {
1618         dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
1619         dmu_buf_t *db = dsa->dsa_zgd->zgd_db;
1620         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1621
1622         if (zio->io_error == 0) {
1623                 if (BP_IS_HOLE(bp)) {
1624                         /*
1625                          * A block of zeros may compress to a hole, but the
1626                          * block size still needs to be known for replay.
1627                          */
1628                         BP_SET_LSIZE(bp, db->db_size);
1629                 } else if (!BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
1630                         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
1631                         bp->blk_fill = 1;
1632                 }
1633         }
1634 }
1635
1636 static void
1637 dmu_sync_late_arrival_ready(zio_t *zio)
1638 {
1639         dmu_sync_ready(zio, NULL, zio->io_private);
1640 }
1641
1642 /* ARGSUSED */
1643 static void
1644 dmu_sync_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
1645 {
1646         dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
1647         dbuf_dirty_record_t *dr = dsa->dsa_dr;
1648         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1649
1650         mutex_enter(&db->db_mtx);
1651         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC);
1652         if (zio->io_error == 0) {
1653                 dr->dt.dl.dr_nopwrite = !!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE);
1654                 if (dr->dt.dl.dr_nopwrite) {
1655                         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1656                         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
1657                         uint8_t chksum = BP_GET_CHECKSUM(bp_orig);
1658
1659                         ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1660                         VERIFY(BP_EQUAL(bp, db->db_blkptr));
1661                         ASSERT(zio->io_prop.zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
1662                         ASSERT(zio_checksum_table[chksum].ci_flags &
1663                             ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE);
1664                 }
1665                 dr->dt.dl.dr_overridden_by = *zio->io_bp;
1666                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1667                 dr->dt.dl.dr_copies = zio->io_prop.zp_copies;
1668
1669                 /*
1670                  * Old style holes are filled with all zeros, whereas
1671                  * new-style holes maintain their lsize, type, level,
1672                  * and birth time (see zio_write_compress). While we
1673                  * need to reset the BP_SET_LSIZE() call that happened
1674                  * in dmu_sync_ready for old style holes, we do *not*
1675                  * want to wipe out the information contained in new
1676                  * style holes. Thus, only zero out the block pointer if
1677                  * it's an old style hole.
1678                  */
1679                 if (BP_IS_HOLE(&dr->dt.dl.dr_overridden_by) &&
1680                     dr->dt.dl.dr_overridden_by.blk_birth == 0)
1681                         BP_ZERO(&dr->dt.dl.dr_overridden_by);
1682         } else {
1683                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1684         }
1685         cv_broadcast(&db->db_changed);
1686         mutex_exit(&db->db_mtx);
1687
1688         dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
1689
1690         kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
1691 }
1692
1693 static void
1694 dmu_sync_late_arrival_done(zio_t *zio)
1695 {
1696         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1697         dmu_sync_arg_t *dsa = zio->io_private;
1698         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
1699
1700         if (zio->io_error == 0 && !BP_IS_HOLE(bp)) {
1701                 ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
1702                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp_orig) || !BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1703                 ASSERT(zio->io_bp->blk_birth == zio->io_txg);
1704                 ASSERT(zio->io_txg > spa_syncing_txg(zio->io_spa));
1705                 zio_free(zio->io_spa, zio->io_txg, zio->io_bp);
1706         }
1707
1708         dmu_tx_commit(dsa->dsa_tx);
1709
1710         dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
1711
1712         abd_put(zio->io_abd);
1713         kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
1714 }
1715
1716 static int
1717 dmu_sync_late_arrival(zio_t *pio, objset_t *os, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd,
1718     zio_prop_t *zp, zbookmark_phys_t *zb)
1719 {
1720         dmu_sync_arg_t *dsa;
1721         dmu_tx_t *tx;
1722
1723         tx = dmu_tx_create(os);
1724         dmu_tx_hold_space(tx, zgd->zgd_db->db_size);
1725         if (dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT) != 0) {
1726                 dmu_tx_abort(tx);
1727                 /* Make zl_get_data do txg_waited_synced() */
1728                 return (SET_ERROR(EIO));
1729         }
1730
1731         /*
1732          * In order to prevent the zgd's lwb from being free'd prior to
1733          * dmu_sync_late_arrival_done() being called, we have to ensure
1734          * the lwb's "max txg" takes this tx's txg into account.
1735          */
1736         zil_lwb_add_txg(zgd->zgd_lwb, dmu_tx_get_txg(tx));
1737
1738         dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1739         dsa->dsa_dr = NULL;
1740         dsa->dsa_done = done;
1741         dsa->dsa_zgd = zgd;
1742         dsa->dsa_tx = tx;
1743
1744         /*
1745          * Since we are currently syncing this txg, it's nontrivial to
1746          * determine what BP to nopwrite against, so we disable nopwrite.
1747          *
1748          * When syncing, the db_blkptr is initially the BP of the previous
1749          * txg.  We can not nopwrite against it because it will be changed
1750          * (this is similar to the non-late-arrival case where the dbuf is
1751          * dirty in a future txg).
1752          *
1753          * Then dbuf_write_ready() sets bp_blkptr to the location we will write.
1754          * We can not nopwrite against it because although the BP will not
1755          * (typically) be changed, the data has not yet been persisted to this
1756          * location.
1757          *
1758          * Finally, when dbuf_write_done() is called, it is theoretically
1759          * possible to always nopwrite, because the data that was written in
1760          * this txg is the same data that we are trying to write.  However we
1761          * would need to check that this dbuf is not dirty in any future
1762          * txg's (as we do in the normal dmu_sync() path). For simplicity, we
1763          * don't nopwrite in this case.
1764          */
1765         zp->zp_nopwrite = B_FALSE;
1766
1767         zio_nowait(zio_write(pio, os->os_spa, dmu_tx_get_txg(tx), zgd->zgd_bp,
1768             abd_get_from_buf(zgd->zgd_db->db_data, zgd->zgd_db->db_size),
1769             zgd->zgd_db->db_size, zgd->zgd_db->db_size, zp,
1770             dmu_sync_late_arrival_ready, NULL, NULL, dmu_sync_late_arrival_done,
1771             dsa, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, zb));
1772
1773         return (0);
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Intent log support: sync the block associated with db to disk.
1778  * N.B. and XXX: the caller is responsible for making sure that the
1779  * data isn't changing while dmu_sync() is writing it.
1780  *
1781  * Return values:
1782  *
1783  *      EEXIST: this txg has already been synced, so there's nothing to do.
1784  *              The caller should not log the write.
1785  *
1786  *      ENOENT: the block was dbuf_free_range()'d, so there's nothing to do.
1787  *              The caller should not log the write.
1788  *
1789  *      EALREADY: this block is already in the process of being synced.
1790  *              The caller should track its progress (somehow).
1791  *
1792  *      EIO: could not do the I/O.
1793  *              The caller should do a txg_wait_synced().
1794  *
1795  *      0: the I/O has been initiated.
1796  *              The caller should log this blkptr in the done callback.
1797  *              It is possible that the I/O will fail, in which case
1798  *              the error will be reported to the done callback and
1799  *              propagated to pio from zio_done().
1800  */
1801 int
1802 dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
1803 {
1804         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zgd->zgd_db;
1805         objset_t *os = db->db_objset;
1806         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1807         dbuf_dirty_record_t *dr;
1808         dmu_sync_arg_t *dsa;
1809         zbookmark_phys_t zb;
1810         zio_prop_t zp;
1811         dnode_t *dn;
1812
1813         ASSERT(pio != NULL);
1814         ASSERT(txg != 0);
1815
1816         SET_BOOKMARK(&zb, ds->ds_object,
1817             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1818
1819         DB_DNODE_ENTER(db);
1820         dn = DB_DNODE(db);
1821         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, WP_DMU_SYNC, &zp);
1822         DB_DNODE_EXIT(db);
1823
1824         /*
1825          * If we're frozen (running ziltest), we always need to generate a bp.
1826          */
1827         if (txg > spa_freeze_txg(os->os_spa))
1828                 return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
1829
1830         /*
1831          * Grabbing db_mtx now provides a barrier between dbuf_sync_leaf()
1832          * and us.  If we determine that this txg is not yet syncing,
1833          * but it begins to sync a moment later, that's OK because the
1834          * sync thread will block in dbuf_sync_leaf() until we drop db_mtx.
1835          */
1836         mutex_enter(&db->db_mtx);
1837
1838         if (txg <= spa_last_synced_txg(os->os_spa)) {
1839                 /*
1840                  * This txg has already synced.  There's nothing to do.
1841                  */
1842                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1843                 return (SET_ERROR(EEXIST));
1844         }
1845
1846         if (txg <= spa_syncing_txg(os->os_spa)) {
1847                 /*
1848                  * This txg is currently syncing, so we can't mess with
1849                  * the dirty record anymore; just write a new log block.
1850                  */
1851                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1852                 return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
1853         }
1854
1855         dr = db->db_last_dirty;
1856         while (dr && dr->dr_txg != txg)
1857                 dr = dr->dr_next;
1858
1859         if (dr == NULL) {
1860                 /*
1861                  * There's no dr for this dbuf, so it must have been freed.
1862                  * There's no need to log writes to freed blocks, so we're done.
1863                  */
1864                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1865                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1866         }
1867
1868         ASSERT(dr->dr_next == NULL || dr->dr_next->dr_txg < txg);
1869
1870         if (db->db_blkptr != NULL) {
1871                 /*
1872                  * We need to fill in zgd_bp with the current blkptr so that
1873                  * the nopwrite code can check if we're writing the same
1874                  * data that's already on disk.  We can only nopwrite if we
1875                  * are sure that after making the copy, db_blkptr will not
1876                  * change until our i/o completes.  We ensure this by
1877                  * holding the db_mtx, and only allowing nopwrite if the
1878                  * block is not already dirty (see below).  This is verified
1879                  * by dmu_sync_done(), which VERIFYs that the db_blkptr has
1880                  * not changed.
1881                  */
1882                 *zgd->zgd_bp = *db->db_blkptr;
1883         }
1884
1885         /*
1886          * Assume the on-disk data is X, the current syncing data (in
1887          * txg - 1) is Y, and the current in-memory data is Z (currently
1888          * in dmu_sync).
1889          *
1890          * We usually want to perform a nopwrite if X and Z are the
1891          * same.  However, if Y is different (i.e. the BP is going to
1892          * change before this write takes effect), then a nopwrite will
1893          * be incorrect - we would override with X, which could have
1894          * been freed when Y was written.
1895          *
1896          * (Note that this is not a concern when we are nop-writing from
1897          * syncing context, because X and Y must be identical, because
1898          * all previous txgs have been synced.)
1899          *
1900          * Therefore, we disable nopwrite if the current BP could change
1901          * before this TXG.  There are two ways it could change: by
1902          * being dirty (dr_next is non-NULL), or by being freed
1903          * (dnode_block_freed()).  This behavior is verified by
1904          * zio_done(), which VERIFYs that the override BP is identical
1905          * to the on-disk BP.
1906          */
1907         DB_DNODE_ENTER(db);
1908         dn = DB_DNODE(db);
1909         if (dr->dr_next != NULL || dnode_block_freed(dn, db->db_blkid))
1910                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
1911         DB_DNODE_EXIT(db);
1912
1913         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1914         if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC ||
1915             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
1916                 /*
1917                  * We have already issued a sync write for this buffer,
1918                  * or this buffer has already been synced.  It could not
1919                  * have been dirtied since, or we would have cleared the state.
1920                  */
1921                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1922                 return (SET_ERROR(EALREADY));
1923         }
1924
1925         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
1926         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_IN_DMU_SYNC;
1927         mutex_exit(&db->db_mtx);
1928
1929         dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1930         dsa->dsa_dr = dr;
1931         dsa->dsa_done = done;
1932         dsa->dsa_zgd = zgd;
1933         dsa->dsa_tx = NULL;
1934
1935         zio_nowait(arc_write(pio, os->os_spa, txg,
1936             zgd->zgd_bp, dr->dt.dl.dr_data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
1937             &zp, dmu_sync_ready, NULL, NULL, dmu_sync_done, dsa,
1938             ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, &zb));
1939
1940         return (0);
1941 }
1942
1943 int
1944 dmu_object_set_blocksize(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t size, int ibs,
1945     dmu_tx_t *tx)
1946 {
1947         dnode_t *dn;
1948         int err;
1949
1950         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1951         if (err)
1952                 return (err);
1953         err = dnode_set_blksz(dn, size, ibs, tx);
1954         dnode_rele(dn, FTAG);
1955         return (err);
1956 }
1957
1958 void
1959 dmu_object_set_checksum(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t checksum,
1960     dmu_tx_t *tx)
1961 {
1962         dnode_t *dn;
1963
1964         /*
1965          * Send streams include each object's checksum function.  This
1966          * check ensures that the receiving system can understand the
1967          * checksum function transmitted.
1968          */
1969         ASSERT3U(checksum, <, ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
1970
1971         VERIFY0(dnode_hold(os, object, FTAG, &dn));
1972         ASSERT3U(checksum, <, ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
1973         dn->dn_checksum = checksum;
1974         dnode_setdirty(dn, tx);
1975         dnode_rele(dn, FTAG);
1976 }
1977
1978 void
1979 dmu_object_set_compress(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t compress,
1980     dmu_tx_t *tx)
1981 {
1982         dnode_t *dn;
1983
1984         /*
1985          * Send streams include each object's compression function.  This
1986          * check ensures that the receiving system can understand the
1987          * compression function transmitted.
1988          */
1989         ASSERT3U(compress, <, ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
1990
1991         VERIFY0(dnode_hold(os, object, FTAG, &dn));
1992         dn->dn_compress = compress;
1993         dnode_setdirty(dn, tx);
1994         dnode_rele(dn, FTAG);
1995 }
1996
1997 int zfs_mdcomp_disable = 0;
1998 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, mdcomp_disable, CTLFLAG_RWTUN,
1999     &zfs_mdcomp_disable, 0, "Disable metadata compression");
2000
2001 /*
2002  * When the "redundant_metadata" property is set to "most", only indirect
2003  * blocks of this level and higher will have an additional ditto block.
2004  */
2005 int zfs_redundant_metadata_most_ditto_level = 2;
2006
2007 void
2008 dmu_write_policy(objset_t *os, dnode_t *dn, int level, int wp, zio_prop_t *zp)
2009 {
2010         dmu_object_type_t type = dn ? dn->dn_type : DMU_OT_OBJSET;
2011         boolean_t ismd = (level > 0 || DMU_OT_IS_METADATA(type) ||
2012             (wp & WP_SPILL));
2013         enum zio_checksum checksum = os->os_checksum;
2014         enum zio_compress compress = os->os_compress;
2015         enum zio_checksum dedup_checksum = os->os_dedup_checksum;
2016         boolean_t dedup = B_FALSE;
2017         boolean_t nopwrite = B_FALSE;
2018         boolean_t dedup_verify = os->os_dedup_verify;
2019         int copies = os->os_copies;
2020
2021         /*
2022          * We maintain different write policies for each of the following
2023          * types of data:
2024          *       1. metadata
2025          *       2. preallocated blocks (i.e. level-0 blocks of a dump device)
2026          *       3. all other level 0 blocks
2027          */
2028         if (ismd) {
2029                 if (zfs_mdcomp_disable) {
2030                         compress = ZIO_COMPRESS_EMPTY;
2031                 } else {
2032                         /*
2033                          * XXX -- we should design a compression algorithm
2034                          * that specializes in arrays of bps.
2035                          */
2036                         compress = zio_compress_select(os->os_spa,
2037                             ZIO_COMPRESS_ON, ZIO_COMPRESS_ON);
2038                 }
2039
2040                 /*
2041                  * Metadata always gets checksummed.  If the data
2042                  * checksum is multi-bit correctable, and it's not a
2043                  * ZBT-style checksum, then it's suitable for metadata
2044                  * as well.  Otherwise, the metadata checksum defaults
2045                  * to fletcher4.
2046                  */
2047                 if (!(zio_checksum_table[checksum].ci_flags &
2048                     ZCHECKSUM_FLAG_METADATA) ||
2049                     (zio_checksum_table[checksum].ci_flags &
2050                     ZCHECKSUM_FLAG_EMBEDDED))
2051                         checksum = ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4;
2052
2053                 if (os->os_redundant_metadata == ZFS_REDUNDANT_METADATA_ALL ||
2054                     (os->os_redundant_metadata ==
2055                     ZFS_REDUNDANT_METADATA_MOST &&
2056                     (level >= zfs_redundant_metadata_most_ditto_level ||
2057                     DMU_OT_IS_METADATA(type) || (wp & WP_SPILL))))
2058                         copies++;
2059         } else if (wp & WP_NOFILL) {
2060                 ASSERT(level == 0);
2061
2062                 /*
2063                  * If we're writing preallocated blocks, we aren't actually
2064                  * writing them so don't set any policy properties.  These
2065                  * blocks are currently only used by an external subsystem
2066                  * outside of zfs (i.e. dump) and not written by the zio
2067                  * pipeline.
2068                  */
2069                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2070                 checksum = ZIO_CHECKSUM_NOPARITY;
2071         } else {
2072                 compress = zio_compress_select(os->os_spa, dn->dn_compress,
2073                     compress);
2074
2075                 checksum = (dedup_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF) ?
2076                     zio_checksum_select(dn->dn_checksum, checksum) :
2077                     dedup_checksum;
2078
2079                 /*
2080                  * Determine dedup setting.  If we are in dmu_sync(),
2081                  * we won't actually dedup now because that's all
2082                  * done in syncing context; but we do want to use the
2083                  * dedup checkum.  If the checksum is not strong
2084                  * enough to ensure unique signatures, force
2085                  * dedup_verify.
2086                  */
2087                 if (dedup_checksum != ZIO_CHECKSUM_OFF) {
2088                         dedup = (wp & WP_DMU_SYNC) ? B_FALSE : B_TRUE;
2089                         if (!(zio_checksum_table[checksum].ci_flags &
2090                             ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP))
2091                                 dedup_verify = B_TRUE;
2092                 }
2093
2094                 /*
2095                  * Enable nopwrite if we have secure enough checksum
2096                  * algorithm (see comment in zio_nop_write) and
2097                  * compression is enabled.  We don't enable nopwrite if
2098                  * dedup is enabled as the two features are mutually
2099                  * exclusive.
2100                  */
2101                 nopwrite = (!dedup && (zio_checksum_table[checksum].ci_flags &
2102                     ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE) &&
2103                     compress != ZIO_COMPRESS_OFF && zfs_nopwrite_enabled);
2104         }
2105
2106         zp->zp_checksum = checksum;
2107         zp->zp_compress = compress;
2108         ASSERT3U(zp->zp_compress, !=, ZIO_COMPRESS_INHERIT);
2109
2110         zp->zp_type = (wp & WP_SPILL) ? dn->dn_bonustype : type;
2111         zp->zp_level = level;
2112         zp->zp_copies = MIN(copies, spa_max_replication(os->os_spa));
2113         zp->zp_dedup = dedup;
2114         zp->zp_dedup_verify = dedup && dedup_verify;
2115         zp->zp_nopwrite = nopwrite;
2116 }
2117
2118 int
2119 dmu_offset_next(objset_t *os, uint64_t object, boolean_t hole, uint64_t *off)
2120 {
2121         dnode_t *dn;
2122         int err;
2123
2124         /*
2125          * Sync any current changes before
2126          * we go trundling through the block pointers.
2127          */
2128         err = dmu_object_wait_synced(os, object);
2129         if (err) {
2130                 return (err);
2131         }
2132
2133         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
2134         if (err) {
2135                 return (err);
2136         }
2137
2138         err = dnode_next_offset(dn, (hole ? DNODE_FIND_HOLE : 0), off, 1, 1, 0);
2139         dnode_rele(dn, FTAG);
2140
2141         return (err);
2142 }
2143
2144 /*
2145  * Given the ZFS object, if it contains any dirty nodes
2146  * this function flushes all dirty blocks to disk. This
2147  * ensures the DMU object info is updated. A more efficient
2148  * future version might just find the TXG with the maximum
2149  * ID and wait for that to be synced.
2150  */
2151 int
2152 dmu_object_wait_synced(objset_t *os, uint64_t object)
2153 {
2154         dnode_t *dn;
2155         int error, i;
2156
2157         error = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
2158         if (error) {
2159                 return (error);
2160         }
2161
2162         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2163                 if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i])) {
2164                         break;
2165                 }
2166         }
2167         dnode_rele(dn, FTAG);
2168         if (i != TXG_SIZE) {
2169                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2170         }
2171
2172         return (0);
2173 }
2174
2175 void
2176 dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
2177 {
2178         dnode_phys_t *dnp;
2179
2180         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2181         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2182
2183         dnp = dn->dn_phys;
2184
2185         doi->doi_data_block_size = dn->dn_datablksz;
2186         doi->doi_metadata_block_size = dn->dn_indblkshift ?
2187             1ULL << dn->dn_indblkshift : 0;
2188         doi->doi_type = dn->dn_type;
2189         doi->doi_bonus_type = dn->dn_bonustype;
2190         doi->doi_bonus_size = dn->dn_bonuslen;
2191         doi->doi_indirection = dn->dn_nlevels;
2192         doi->doi_checksum = dn->dn_checksum;
2193         doi->doi_compress = dn->dn_compress;
2194         doi->doi_nblkptr = dn->dn_nblkptr;
2195         doi->doi_physical_blocks_512 = (DN_USED_BYTES(dnp) + 256) >> 9;
2196         doi->doi_max_offset = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
2197         doi->doi_fill_count = 0;
2198         for (int i = 0; i < dnp->dn_nblkptr; i++)
2199                 doi->doi_fill_count += BP_GET_FILL(&dnp->dn_blkptr[i]);
2200
2201         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2202         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Get information on a DMU object.
2207  * If doi is NULL, just indicates whether the object exists.
2208  */
2209 int
2210 dmu_object_info(objset_t *os, uint64_t object, dmu_object_info_t *doi)
2211 {
2212         dnode_t *dn;
2213         int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
2214
2215         if (err)
2216                 return (err);
2217
2218         if (doi != NULL)
2219                 dmu_object_info_from_dnode(dn, doi);
2220
2221         dnode_rele(dn, FTAG);
2222         return (0);
2223 }
2224
2225 /*
2226  * As above, but faster; can be used when you have a held dbuf in hand.
2227  */
2228 void
2229 dmu_object_info_from_db(dmu_buf_t *db_fake, dmu_object_info_t *doi)
2230 {
2231         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2232
2233         DB_DNODE_ENTER(db);
2234         dmu_object_info_from_dnode(DB_DNODE(db), doi);
2235         DB_DNODE_EXIT(db);
2236 }
2237
2238 /*
2239  * Faster still when you only care about the size.
2240  * This is specifically optimized for zfs_getattr().
2241  */
2242 void
2243 dmu_object_size_from_db(dmu_buf_t *db_fake, uint32_t *blksize,
2244     u_longlong_t *nblk512)
2245 {
2246         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2247         dnode_t *dn;
2248
2249         DB_DNODE_ENTER(db);
2250         dn = DB_DNODE(db);
2251
2252         *blksize = dn->dn_datablksz;
2253         /* add 1 for dnode space */
2254         *nblk512 = ((DN_USED_BYTES(dn->dn_phys) + SPA_MINBLOCKSIZE/2) >>
2255             SPA_MINBLOCKSHIFT) + 1;
2256         DB_DNODE_EXIT(db);
2257 }
2258
2259 void
2260 byteswap_uint64_array(void *vbuf, size_t size)
2261 {
2262         uint64_t *buf = vbuf;
2263         size_t count = size >> 3;
2264         int i;
2265
2266         ASSERT((size & 7) == 0);
2267
2268         for (i = 0; i < count; i++)
2269                 buf[i] = BSWAP_64(buf[i]);
2270 }
2271
2272 void
2273 byteswap_uint32_array(void *vbuf, size_t size)
2274 {
2275         uint32_t *buf = vbuf;
2276         size_t count = size >> 2;
2277         int i;
2278
2279         ASSERT((size & 3) == 0);
2280
2281         for (i = 0; i < count; i++)
2282                 buf[i] = BSWAP_32(buf[i]);
2283 }
2284
2285 void
2286 byteswap_uint16_array(void *vbuf, size_t size)
2287 {
2288         uint16_t *buf = vbuf;
2289         size_t count = size >> 1;
2290         int i;
2291
2292         ASSERT((size & 1) == 0);
2293
2294         for (i = 0; i < count; i++)
2295                 buf[i] = BSWAP_16(buf[i]);
2296 }
2297
2298 /* ARGSUSED */
2299 void
2300 byteswap_uint8_array(void *vbuf, size_t size)
2301 {
2302 }
2303
2304 void
2305 dmu_init(void)
2306 {
2307         abd_init();
2308         zfs_dbgmsg_init();
2309         sa_cache_init();
2310         xuio_stat_init();
2311         dmu_objset_init();
2312         dnode_init();
2313         zfetch_init();
2314         zio_compress_init();
2315         l2arc_init();
2316         arc_init();
2317         dbuf_init();
2318 }
2319
2320 void
2321 dmu_fini(void)
2322 {
2323         arc_fini(); /* arc depends on l2arc, so arc must go first */
2324         l2arc_fini();
2325         zfetch_fini();
2326         zio_compress_fini();
2327         dbuf_fini();
2328         dnode_fini();
2329         dmu_objset_fini();
2330         xuio_stat_fini();
2331         sa_cache_fini();
2332         zfs_dbgmsg_fini();
2333         abd_fini();
2334 }