]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/openzfs/module/zfs/dmu.c
Merge llvm-project release/14.x llvmorg-14.0.0-rc1-74-g4dc3cb8e3255
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / contrib / openzfs / module / 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, 2020 by Delphix. All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2016, Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
27  * Copyright (c) 2015 by Chunwei Chen. All rights reserved.
28  * Copyright (c) 2019 Datto Inc.
29  * Copyright (c) 2019, Klara Inc.
30  * Copyright (c) 2019, Allan Jude
31  */
32
33 #include <sys/dmu.h>
34 #include <sys/dmu_impl.h>
35 #include <sys/dmu_tx.h>
36 #include <sys/dbuf.h>
37 #include <sys/dnode.h>
38 #include <sys/zfs_context.h>
39 #include <sys/dmu_objset.h>
40 #include <sys/dmu_traverse.h>
41 #include <sys/dsl_dataset.h>
42 #include <sys/dsl_dir.h>
43 #include <sys/dsl_pool.h>
44 #include <sys/dsl_synctask.h>
45 #include <sys/dsl_prop.h>
46 #include <sys/dmu_zfetch.h>
47 #include <sys/zfs_ioctl.h>
48 #include <sys/zap.h>
49 #include <sys/zio_checksum.h>
50 #include <sys/zio_compress.h>
51 #include <sys/sa.h>
52 #include <sys/zfeature.h>
53 #include <sys/abd.h>
54 #include <sys/trace_zfs.h>
55 #include <sys/zfs_racct.h>
56 #include <sys/zfs_rlock.h>
57 #ifdef _KERNEL
58 #include <sys/vmsystm.h>
59 #include <sys/zfs_znode.h>
60 #endif
61
62 /*
63  * Enable/disable nopwrite feature.
64  */
65 static int zfs_nopwrite_enabled = 1;
66
67 /*
68  * Tunable to control percentage of dirtied L1 blocks from frees allowed into
69  * one TXG. After this threshold is crossed, additional dirty blocks from frees
70  * will wait until the next TXG.
71  * A value of zero will disable this throttle.
72  */
73 static unsigned long zfs_per_txg_dirty_frees_percent = 5;
74
75 /*
76  * Enable/disable forcing txg sync when dirty checking for holes with lseek().
77  * By default this is enabled to ensure accurate hole reporting, it can result
78  * in a significant performance penalty for lseek(SEEK_HOLE) heavy workloads.
79  * Disabling this option will result in holes never being reported in dirty
80  * files which is always safe.
81  */
82 static int zfs_dmu_offset_next_sync = 1;
83
84 /*
85  * Limit the amount we can prefetch with one call to this amount.  This
86  * helps to limit the amount of memory that can be used by prefetching.
87  * Larger objects should be prefetched a bit at a time.
88  */
89 static int dmu_prefetch_max = 8 * SPA_MAXBLOCKSIZE;
90
91 const dmu_object_type_info_t dmu_ot[DMU_OT_NUMTYPES] = {
92         {DMU_BSWAP_UINT8,  TRUE,  FALSE, FALSE, "unallocated"           },
93         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  TRUE,  FALSE, "object directory"      },
94         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  TRUE,  FALSE, "object array"          },
95         {DMU_BSWAP_UINT8,  TRUE,  FALSE, FALSE, "packed nvlist"         },
96         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  FALSE, FALSE, "packed nvlist size"    },
97         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  FALSE, FALSE, "bpobj"                 },
98         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  FALSE, FALSE, "bpobj header"          },
99         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  FALSE, FALSE, "SPA space map header"  },
100         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  FALSE, FALSE, "SPA space map"         },
101         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  FALSE, TRUE,  "ZIL intent log"        },
102         {DMU_BSWAP_DNODE,  TRUE,  FALSE, TRUE,  "DMU dnode"             },
103         {DMU_BSWAP_OBJSET, TRUE,  TRUE,  FALSE, "DMU objset"            },
104         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  TRUE,  FALSE, "DSL directory"         },
105         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  TRUE,  FALSE, "DSL directory child map"},
106         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  TRUE,  FALSE, "DSL dataset snap map"  },
107         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  TRUE,  FALSE, "DSL props"             },
108         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  TRUE,  FALSE, "DSL dataset"           },
109         {DMU_BSWAP_ZNODE,  TRUE,  FALSE, FALSE, "ZFS znode"             },
110         {DMU_BSWAP_OLDACL, TRUE,  FALSE, TRUE,  "ZFS V0 ACL"            },
111         {DMU_BSWAP_UINT8,  FALSE, FALSE, TRUE,  "ZFS plain file"        },
112         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, TRUE,  "ZFS directory"         },
113         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, FALSE, "ZFS master node"       },
114         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, TRUE,  "ZFS delete queue"      },
115         {DMU_BSWAP_UINT8,  FALSE, FALSE, TRUE,  "zvol object"           },
116         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, FALSE, "zvol prop"             },
117         {DMU_BSWAP_UINT8,  FALSE, FALSE, TRUE,  "other uint8[]"         },
118         {DMU_BSWAP_UINT64, FALSE, FALSE, TRUE,  "other uint64[]"        },
119         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, FALSE, "other ZAP"             },
120         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, FALSE, "persistent error log"  },
121         {DMU_BSWAP_UINT8,  TRUE,  FALSE, FALSE, "SPA history"           },
122         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  FALSE, FALSE, "SPA history offsets"   },
123         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  TRUE,  FALSE, "Pool properties"       },
124         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  TRUE,  FALSE, "DSL permissions"       },
125         {DMU_BSWAP_ACL,    TRUE,  FALSE, TRUE,  "ZFS ACL"               },
126         {DMU_BSWAP_UINT8,  TRUE,  FALSE, TRUE,  "ZFS SYSACL"            },
127         {DMU_BSWAP_UINT8,  TRUE,  FALSE, TRUE,  "FUID table"            },
128         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  FALSE, FALSE, "FUID table size"       },
129         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  TRUE,  FALSE, "DSL dataset next clones"},
130         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, FALSE, "scan work queue"       },
131         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, TRUE,  "ZFS user/group/project used" },
132         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, TRUE,  "ZFS user/group/project quota"},
133         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  TRUE,  FALSE, "snapshot refcount tags"},
134         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, FALSE, "DDT ZAP algorithm"     },
135         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, FALSE, "DDT statistics"        },
136         {DMU_BSWAP_UINT8,  TRUE,  FALSE, TRUE,  "System attributes"     },
137         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, TRUE,  "SA master node"        },
138         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, TRUE,  "SA attr registration"  },
139         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, TRUE,  "SA attr layouts"       },
140         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  FALSE, FALSE, "scan translations"     },
141         {DMU_BSWAP_UINT8,  FALSE, FALSE, TRUE,  "deduplicated block"    },
142         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  TRUE,  FALSE, "DSL deadlist map"      },
143         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  TRUE,  FALSE, "DSL deadlist map hdr"  },
144         {DMU_BSWAP_ZAP,    TRUE,  TRUE,  FALSE, "DSL dir clones"        },
145         {DMU_BSWAP_UINT64, TRUE,  FALSE, FALSE, "bpobj subobj"          }
146 };
147
148 const dmu_object_byteswap_info_t dmu_ot_byteswap[DMU_BSWAP_NUMFUNCS] = {
149         {       byteswap_uint8_array,   "uint8"         },
150         {       byteswap_uint16_array,  "uint16"        },
151         {       byteswap_uint32_array,  "uint32"        },
152         {       byteswap_uint64_array,  "uint64"        },
153         {       zap_byteswap,           "zap"           },
154         {       dnode_buf_byteswap,     "dnode"         },
155         {       dmu_objset_byteswap,    "objset"        },
156         {       zfs_znode_byteswap,     "znode"         },
157         {       zfs_oldacl_byteswap,    "oldacl"        },
158         {       zfs_acl_byteswap,       "acl"           }
159 };
160
161 static int
162 dmu_buf_hold_noread_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset,
163     void *tag, dmu_buf_t **dbp)
164 {
165         uint64_t blkid;
166         dmu_buf_impl_t *db;
167
168         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
169         blkid = dbuf_whichblock(dn, 0, offset);
170         db = dbuf_hold(dn, blkid, tag);
171         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
172
173         if (db == NULL) {
174                 *dbp = NULL;
175                 return (SET_ERROR(EIO));
176         }
177
178         *dbp = &db->db;
179         return (0);
180 }
181 int
182 dmu_buf_hold_noread(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
183     void *tag, dmu_buf_t **dbp)
184 {
185         dnode_t *dn;
186         uint64_t blkid;
187         dmu_buf_impl_t *db;
188         int err;
189
190         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
191         if (err)
192                 return (err);
193         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
194         blkid = dbuf_whichblock(dn, 0, offset);
195         db = dbuf_hold(dn, blkid, tag);
196         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
197         dnode_rele(dn, FTAG);
198
199         if (db == NULL) {
200                 *dbp = NULL;
201                 return (SET_ERROR(EIO));
202         }
203
204         *dbp = &db->db;
205         return (err);
206 }
207
208 int
209 dmu_buf_hold_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset,
210     void *tag, dmu_buf_t **dbp, int flags)
211 {
212         int err;
213         int db_flags = DB_RF_CANFAIL;
214
215         if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH)
216                 db_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
217         if (flags & DMU_READ_NO_DECRYPT)
218                 db_flags |= DB_RF_NO_DECRYPT;
219
220         err = dmu_buf_hold_noread_by_dnode(dn, offset, tag, dbp);
221         if (err == 0) {
222                 dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)(*dbp);
223                 err = dbuf_read(db, NULL, db_flags);
224                 if (err != 0) {
225                         dbuf_rele(db, tag);
226                         *dbp = NULL;
227                 }
228         }
229
230         return (err);
231 }
232
233 int
234 dmu_buf_hold(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
235     void *tag, dmu_buf_t **dbp, int flags)
236 {
237         int err;
238         int db_flags = DB_RF_CANFAIL;
239
240         if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH)
241                 db_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
242         if (flags & DMU_READ_NO_DECRYPT)
243                 db_flags |= DB_RF_NO_DECRYPT;
244
245         err = dmu_buf_hold_noread(os, object, offset, tag, dbp);
246         if (err == 0) {
247                 dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)(*dbp);
248                 err = dbuf_read(db, NULL, db_flags);
249                 if (err != 0) {
250                         dbuf_rele(db, tag);
251                         *dbp = NULL;
252                 }
253         }
254
255         return (err);
256 }
257
258 int
259 dmu_bonus_max(void)
260 {
261         return (DN_OLD_MAX_BONUSLEN);
262 }
263
264 int
265 dmu_set_bonus(dmu_buf_t *db_fake, int newsize, dmu_tx_t *tx)
266 {
267         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
268         dnode_t *dn;
269         int error;
270
271         DB_DNODE_ENTER(db);
272         dn = DB_DNODE(db);
273
274         if (dn->dn_bonus != db) {
275                 error = SET_ERROR(EINVAL);
276         } else if (newsize < 0 || newsize > db_fake->db_size) {
277                 error = SET_ERROR(EINVAL);
278         } else {
279                 dnode_setbonuslen(dn, newsize, tx);
280                 error = 0;
281         }
282
283         DB_DNODE_EXIT(db);
284         return (error);
285 }
286
287 int
288 dmu_set_bonustype(dmu_buf_t *db_fake, dmu_object_type_t type, dmu_tx_t *tx)
289 {
290         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
291         dnode_t *dn;
292         int error;
293
294         DB_DNODE_ENTER(db);
295         dn = DB_DNODE(db);
296
297         if (!DMU_OT_IS_VALID(type)) {
298                 error = SET_ERROR(EINVAL);
299         } else if (dn->dn_bonus != db) {
300                 error = SET_ERROR(EINVAL);
301         } else {
302                 dnode_setbonus_type(dn, type, tx);
303                 error = 0;
304         }
305
306         DB_DNODE_EXIT(db);
307         return (error);
308 }
309
310 dmu_object_type_t
311 dmu_get_bonustype(dmu_buf_t *db_fake)
312 {
313         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
314         dnode_t *dn;
315         dmu_object_type_t type;
316
317         DB_DNODE_ENTER(db);
318         dn = DB_DNODE(db);
319         type = dn->dn_bonustype;
320         DB_DNODE_EXIT(db);
321
322         return (type);
323 }
324
325 int
326 dmu_rm_spill(objset_t *os, uint64_t object, dmu_tx_t *tx)
327 {
328         dnode_t *dn;
329         int error;
330
331         error = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
332         dbuf_rm_spill(dn, tx);
333         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
334         dnode_rm_spill(dn, tx);
335         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
336         dnode_rele(dn, FTAG);
337         return (error);
338 }
339
340 /*
341  * Lookup and hold the bonus buffer for the provided dnode.  If the dnode
342  * has not yet been allocated a new bonus dbuf a will be allocated.
343  * Returns ENOENT, EIO, or 0.
344  */
345 int dmu_bonus_hold_by_dnode(dnode_t *dn, void *tag, dmu_buf_t **dbp,
346     uint32_t flags)
347 {
348         dmu_buf_impl_t *db;
349         int error;
350         uint32_t db_flags = DB_RF_MUST_SUCCEED;
351
352         if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH)
353                 db_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
354         if (flags & DMU_READ_NO_DECRYPT)
355                 db_flags |= DB_RF_NO_DECRYPT;
356
357         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
358         if (dn->dn_bonus == NULL) {
359                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
360                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
361                 if (dn->dn_bonus == NULL)
362                         dbuf_create_bonus(dn);
363         }
364         db = dn->dn_bonus;
365
366         /* as long as the bonus buf is held, the dnode will be held */
367         if (zfs_refcount_add(&db->db_holds, tag) == 1) {
368                 VERIFY(dnode_add_ref(dn, db));
369                 atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
370         }
371
372         /*
373          * Wait to drop dn_struct_rwlock until after adding the bonus dbuf's
374          * hold and incrementing the dbuf count to ensure that dnode_move() sees
375          * a dnode hold for every dbuf.
376          */
377         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
378
379         error = dbuf_read(db, NULL, db_flags);
380         if (error) {
381                 dnode_evict_bonus(dn);
382                 dbuf_rele(db, tag);
383                 *dbp = NULL;
384                 return (error);
385         }
386
387         *dbp = &db->db;
388         return (0);
389 }
390
391 int
392 dmu_bonus_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
393 {
394         dnode_t *dn;
395         int error;
396
397         error = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
398         if (error)
399                 return (error);
400
401         error = dmu_bonus_hold_by_dnode(dn, tag, dbp, DMU_READ_NO_PREFETCH);
402         dnode_rele(dn, FTAG);
403
404         return (error);
405 }
406
407 /*
408  * returns ENOENT, EIO, or 0.
409  *
410  * This interface will allocate a blank spill dbuf when a spill blk
411  * doesn't already exist on the dnode.
412  *
413  * if you only want to find an already existing spill db, then
414  * dmu_spill_hold_existing() should be used.
415  */
416 int
417 dmu_spill_hold_by_dnode(dnode_t *dn, uint32_t flags, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
418 {
419         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
420         int err;
421
422         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
423                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
424
425         db = dbuf_hold(dn, DMU_SPILL_BLKID, tag);
426
427         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
428                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
429
430         if (db == NULL) {
431                 *dbp = NULL;
432                 return (SET_ERROR(EIO));
433         }
434         err = dbuf_read(db, NULL, flags);
435         if (err == 0)
436                 *dbp = &db->db;
437         else {
438                 dbuf_rele(db, tag);
439                 *dbp = NULL;
440         }
441         return (err);
442 }
443
444 int
445 dmu_spill_hold_existing(dmu_buf_t *bonus, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
446 {
447         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)bonus;
448         dnode_t *dn;
449         int err;
450
451         DB_DNODE_ENTER(db);
452         dn = DB_DNODE(db);
453
454         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_SA) {
455                 err = SET_ERROR(EINVAL);
456         } else {
457                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
458
459                 if (!dn->dn_have_spill) {
460                         err = SET_ERROR(ENOENT);
461                 } else {
462                         err = dmu_spill_hold_by_dnode(dn,
463                             DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_CANFAIL, tag, dbp);
464                 }
465
466                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
467         }
468
469         DB_DNODE_EXIT(db);
470         return (err);
471 }
472
473 int
474 dmu_spill_hold_by_bonus(dmu_buf_t *bonus, uint32_t flags, void *tag,
475     dmu_buf_t **dbp)
476 {
477         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)bonus;
478         dnode_t *dn;
479         int err;
480         uint32_t db_flags = DB_RF_CANFAIL;
481
482         if (flags & DMU_READ_NO_DECRYPT)
483                 db_flags |= DB_RF_NO_DECRYPT;
484
485         DB_DNODE_ENTER(db);
486         dn = DB_DNODE(db);
487         err = dmu_spill_hold_by_dnode(dn, db_flags, tag, dbp);
488         DB_DNODE_EXIT(db);
489
490         return (err);
491 }
492
493 /*
494  * Note: longer-term, we should modify all of the dmu_buf_*() interfaces
495  * to take a held dnode rather than <os, object> -- the lookup is wasteful,
496  * and can induce severe lock contention when writing to several files
497  * whose dnodes are in the same block.
498  */
499 int
500 dmu_buf_hold_array_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t length,
501     boolean_t read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp, uint32_t flags)
502 {
503         dmu_buf_t **dbp;
504         zstream_t *zs = NULL;
505         uint64_t blkid, nblks, i;
506         uint32_t dbuf_flags;
507         int err;
508         zio_t *zio = NULL;
509         boolean_t missed = B_FALSE;
510
511         ASSERT(length <= DMU_MAX_ACCESS);
512
513         /*
514          * Note: We directly notify the prefetch code of this read, so that
515          * we can tell it about the multi-block read.  dbuf_read() only knows
516          * about the one block it is accessing.
517          */
518         dbuf_flags = DB_RF_CANFAIL | DB_RF_NEVERWAIT | DB_RF_HAVESTRUCT |
519             DB_RF_NOPREFETCH;
520
521         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
522         if (dn->dn_datablkshift) {
523                 int blkshift = dn->dn_datablkshift;
524                 nblks = (P2ROUNDUP(offset + length, 1ULL << blkshift) -
525                     P2ALIGN(offset, 1ULL << blkshift)) >> blkshift;
526         } else {
527                 if (offset + length > dn->dn_datablksz) {
528                         zfs_panic_recover("zfs: accessing past end of object "
529                             "%llx/%llx (size=%u access=%llu+%llu)",
530                             (longlong_t)dn->dn_objset->
531                             os_dsl_dataset->ds_object,
532                             (longlong_t)dn->dn_object, dn->dn_datablksz,
533                             (longlong_t)offset, (longlong_t)length);
534                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
535                         return (SET_ERROR(EIO));
536                 }
537                 nblks = 1;
538         }
539         dbp = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_t *) * nblks, KM_SLEEP);
540
541         if (read)
542                 zio = zio_root(dn->dn_objset->os_spa, NULL, NULL,
543                     ZIO_FLAG_CANFAIL);
544         blkid = dbuf_whichblock(dn, 0, offset);
545         if ((flags & DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0 &&
546             DNODE_META_IS_CACHEABLE(dn) && length <= zfetch_array_rd_sz) {
547                 /*
548                  * Prepare the zfetch before initiating the demand reads, so
549                  * that if multiple threads block on same indirect block, we
550                  * base predictions on the original less racy request order.
551                  */
552                 zs = dmu_zfetch_prepare(&dn->dn_zfetch, blkid, nblks,
553                     read && DNODE_IS_CACHEABLE(dn), B_TRUE);
554         }
555         for (i = 0; i < nblks; i++) {
556                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold(dn, blkid + i, tag);
557                 if (db == NULL) {
558                         if (zs)
559                                 dmu_zfetch_run(zs, missed, B_TRUE);
560                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
561                         dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
562                         if (read)
563                                 zio_nowait(zio);
564                         return (SET_ERROR(EIO));
565                 }
566
567                 /*
568                  * Initiate async demand data read.
569                  * We check the db_state after calling dbuf_read() because
570                  * (1) dbuf_read() may change the state to CACHED due to a
571                  * hit in the ARC, and (2) on a cache miss, a child will
572                  * have been added to "zio" but not yet completed, so the
573                  * state will not yet be CACHED.
574                  */
575                 if (read) {
576                         (void) dbuf_read(db, zio, dbuf_flags);
577                         if (db->db_state != DB_CACHED)
578                                 missed = B_TRUE;
579                 }
580                 dbp[i] = &db->db;
581         }
582
583         if (!read)
584                 zfs_racct_write(length, nblks);
585
586         if (zs)
587                 dmu_zfetch_run(zs, missed, B_TRUE);
588         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
589
590         if (read) {
591                 /* wait for async read i/o */
592                 err = zio_wait(zio);
593                 if (err) {
594                         dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
595                         return (err);
596                 }
597
598                 /* wait for other io to complete */
599                 for (i = 0; i < nblks; i++) {
600                         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbp[i];
601                         mutex_enter(&db->db_mtx);
602                         while (db->db_state == DB_READ ||
603                             db->db_state == DB_FILL)
604                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
605                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
606                                 err = SET_ERROR(EIO);
607                         mutex_exit(&db->db_mtx);
608                         if (err) {
609                                 dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
610                                 return (err);
611                         }
612                 }
613         }
614
615         *numbufsp = nblks;
616         *dbpp = dbp;
617         return (0);
618 }
619
620 int
621 dmu_buf_hold_array(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
622     uint64_t length, int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp)
623 {
624         dnode_t *dn;
625         int err;
626
627         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
628         if (err)
629                 return (err);
630
631         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, length, read, tag,
632             numbufsp, dbpp, DMU_READ_PREFETCH);
633
634         dnode_rele(dn, FTAG);
635
636         return (err);
637 }
638
639 int
640 dmu_buf_hold_array_by_bonus(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t offset,
641     uint64_t length, boolean_t read, void *tag, int *numbufsp,
642     dmu_buf_t ***dbpp)
643 {
644         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
645         dnode_t *dn;
646         int err;
647
648         DB_DNODE_ENTER(db);
649         dn = DB_DNODE(db);
650         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, length, read, tag,
651             numbufsp, dbpp, DMU_READ_PREFETCH);
652         DB_DNODE_EXIT(db);
653
654         return (err);
655 }
656
657 void
658 dmu_buf_rele_array(dmu_buf_t **dbp_fake, int numbufs, void *tag)
659 {
660         int i;
661         dmu_buf_impl_t **dbp = (dmu_buf_impl_t **)dbp_fake;
662
663         if (numbufs == 0)
664                 return;
665
666         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
667                 if (dbp[i])
668                         dbuf_rele(dbp[i], tag);
669         }
670
671         kmem_free(dbp, sizeof (dmu_buf_t *) * numbufs);
672 }
673
674 /*
675  * Issue prefetch i/os for the given blocks.  If level is greater than 0, the
676  * indirect blocks prefetched will be those that point to the blocks containing
677  * the data starting at offset, and continuing to offset + len.
678  *
679  * Note that if the indirect blocks above the blocks being prefetched are not
680  * in cache, they will be asynchronously read in.
681  */
682 void
683 dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, int64_t level, uint64_t offset,
684     uint64_t len, zio_priority_t pri)
685 {
686         dnode_t *dn;
687         uint64_t blkid;
688         int nblks, err;
689
690         if (len == 0) {  /* they're interested in the bonus buffer */
691                 dn = DMU_META_DNODE(os);
692
693                 if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
694                         return;
695
696                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
697                 blkid = dbuf_whichblock(dn, level,
698                     object * sizeof (dnode_phys_t));
699                 dbuf_prefetch(dn, level, blkid, pri, 0);
700                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
701                 return;
702         }
703
704         /*
705          * See comment before the definition of dmu_prefetch_max.
706          */
707         len = MIN(len, dmu_prefetch_max);
708
709         /*
710          * XXX - Note, if the dnode for the requested object is not
711          * already cached, we will do a *synchronous* read in the
712          * dnode_hold() call.  The same is true for any indirects.
713          */
714         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
715         if (err != 0)
716                 return;
717
718         /*
719          * offset + len - 1 is the last byte we want to prefetch for, and offset
720          * is the first.  Then dbuf_whichblk(dn, level, off + len - 1) is the
721          * last block we want to prefetch, and dbuf_whichblock(dn, level,
722          * offset)  is the first.  Then the number we need to prefetch is the
723          * last - first + 1.
724          */
725         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
726         if (level > 0 || dn->dn_datablkshift != 0) {
727                 nblks = dbuf_whichblock(dn, level, offset + len - 1) -
728                     dbuf_whichblock(dn, level, offset) + 1;
729         } else {
730                 nblks = (offset < dn->dn_datablksz);
731         }
732
733         if (nblks != 0) {
734                 blkid = dbuf_whichblock(dn, level, offset);
735                 for (int i = 0; i < nblks; i++)
736                         dbuf_prefetch(dn, level, blkid + i, pri, 0);
737         }
738         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
739
740         dnode_rele(dn, FTAG);
741 }
742
743 /*
744  * Get the next "chunk" of file data to free.  We traverse the file from
745  * the end so that the file gets shorter over time (if we crashes in the
746  * middle, this will leave us in a better state).  We find allocated file
747  * data by simply searching the allocated level 1 indirects.
748  *
749  * On input, *start should be the first offset that does not need to be
750  * freed (e.g. "offset + length").  On return, *start will be the first
751  * offset that should be freed and l1blks is set to the number of level 1
752  * indirect blocks found within the chunk.
753  */
754 static int
755 get_next_chunk(dnode_t *dn, uint64_t *start, uint64_t minimum, uint64_t *l1blks)
756 {
757         uint64_t blks;
758         uint64_t maxblks = DMU_MAX_ACCESS >> (dn->dn_indblkshift + 1);
759         /* bytes of data covered by a level-1 indirect block */
760         uint64_t iblkrange = (uint64_t)dn->dn_datablksz *
761             EPB(dn->dn_indblkshift, SPA_BLKPTRSHIFT);
762
763         ASSERT3U(minimum, <=, *start);
764
765         /*
766          * Check if we can free the entire range assuming that all of the
767          * L1 blocks in this range have data. If we can, we use this
768          * worst case value as an estimate so we can avoid having to look
769          * at the object's actual data.
770          */
771         uint64_t total_l1blks =
772             (roundup(*start, iblkrange) - (minimum / iblkrange * iblkrange)) /
773             iblkrange;
774         if (total_l1blks <= maxblks) {
775                 *l1blks = total_l1blks;
776                 *start = minimum;
777                 return (0);
778         }
779         ASSERT(ISP2(iblkrange));
780
781         for (blks = 0; *start > minimum && blks < maxblks; blks++) {
782                 int err;
783
784                 /*
785                  * dnode_next_offset(BACKWARDS) will find an allocated L1
786                  * indirect block at or before the input offset.  We must
787                  * decrement *start so that it is at the end of the region
788                  * to search.
789                  */
790                 (*start)--;
791
792                 err = dnode_next_offset(dn,
793                     DNODE_FIND_BACKWARDS, start, 2, 1, 0);
794
795                 /* if there are no indirect blocks before start, we are done */
796                 if (err == ESRCH) {
797                         *start = minimum;
798                         break;
799                 } else if (err != 0) {
800                         *l1blks = blks;
801                         return (err);
802                 }
803
804                 /* set start to the beginning of this L1 indirect */
805                 *start = P2ALIGN(*start, iblkrange);
806         }
807         if (*start < minimum)
808                 *start = minimum;
809         *l1blks = blks;
810
811         return (0);
812 }
813
814 /*
815  * If this objset is of type OST_ZFS return true if vfs's unmounted flag is set,
816  * otherwise return false.
817  * Used below in dmu_free_long_range_impl() to enable abort when unmounting
818  */
819 static boolean_t
820 dmu_objset_zfs_unmounting(objset_t *os)
821 {
822 #ifdef _KERNEL
823         if (dmu_objset_type(os) == DMU_OST_ZFS)
824                 return (zfs_get_vfs_flag_unmounted(os));
825 #else
826         (void) os;
827 #endif
828         return (B_FALSE);
829 }
830
831 static int
832 dmu_free_long_range_impl(objset_t *os, dnode_t *dn, uint64_t offset,
833     uint64_t length)
834 {
835         uint64_t object_size;
836         int err;
837         uint64_t dirty_frees_threshold;
838         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
839
840         if (dn == NULL)
841                 return (SET_ERROR(EINVAL));
842
843         object_size = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
844         if (offset >= object_size)
845                 return (0);
846
847         if (zfs_per_txg_dirty_frees_percent <= 100)
848                 dirty_frees_threshold =
849                     zfs_per_txg_dirty_frees_percent * zfs_dirty_data_max / 100;
850         else
851                 dirty_frees_threshold = zfs_dirty_data_max / 20;
852
853         if (length == DMU_OBJECT_END || offset + length > object_size)
854                 length = object_size - offset;
855
856         while (length != 0) {
857                 uint64_t chunk_end, chunk_begin, chunk_len;
858                 uint64_t l1blks;
859                 dmu_tx_t *tx;
860
861                 if (dmu_objset_zfs_unmounting(dn->dn_objset))
862                         return (SET_ERROR(EINTR));
863
864                 chunk_end = chunk_begin = offset + length;
865
866                 /* move chunk_begin backwards to the beginning of this chunk */
867                 err = get_next_chunk(dn, &chunk_begin, offset, &l1blks);
868                 if (err)
869                         return (err);
870                 ASSERT3U(chunk_begin, >=, offset);
871                 ASSERT3U(chunk_begin, <=, chunk_end);
872
873                 chunk_len = chunk_end - chunk_begin;
874
875                 tx = dmu_tx_create(os);
876                 dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object, chunk_begin, chunk_len);
877
878                 /*
879                  * Mark this transaction as typically resulting in a net
880                  * reduction in space used.
881                  */
882                 dmu_tx_mark_netfree(tx);
883                 err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
884                 if (err) {
885                         dmu_tx_abort(tx);
886                         return (err);
887                 }
888
889                 uint64_t txg = dmu_tx_get_txg(tx);
890
891                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
892                 uint64_t long_free_dirty =
893                     dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK];
894                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
895
896                 /*
897                  * To avoid filling up a TXG with just frees, wait for
898                  * the next TXG to open before freeing more chunks if
899                  * we have reached the threshold of frees.
900                  */
901                 if (dirty_frees_threshold != 0 &&
902                     long_free_dirty >= dirty_frees_threshold) {
903                         DMU_TX_STAT_BUMP(dmu_tx_dirty_frees_delay);
904                         dmu_tx_commit(tx);
905                         txg_wait_open(dp, 0, B_TRUE);
906                         continue;
907                 }
908
909                 /*
910                  * In order to prevent unnecessary write throttling, for each
911                  * TXG, we track the cumulative size of L1 blocks being dirtied
912                  * in dnode_free_range() below. We compare this number to a
913                  * tunable threshold, past which we prevent new L1 dirty freeing
914                  * blocks from being added into the open TXG. See
915                  * dmu_free_long_range_impl() for details. The threshold
916                  * prevents write throttle activation due to dirty freeing L1
917                  * blocks taking up a large percentage of zfs_dirty_data_max.
918                  */
919                 mutex_enter(&dp->dp_lock);
920                 dp->dp_long_free_dirty_pertxg[txg & TXG_MASK] +=
921                     l1blks << dn->dn_indblkshift;
922                 mutex_exit(&dp->dp_lock);
923                 DTRACE_PROBE3(free__long__range,
924                     uint64_t, long_free_dirty, uint64_t, chunk_len,
925                     uint64_t, txg);
926                 dnode_free_range(dn, chunk_begin, chunk_len, tx);
927
928                 dmu_tx_commit(tx);
929
930                 length -= chunk_len;
931         }
932         return (0);
933 }
934
935 int
936 dmu_free_long_range(objset_t *os, uint64_t object,
937     uint64_t offset, uint64_t length)
938 {
939         dnode_t *dn;
940         int err;
941
942         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
943         if (err != 0)
944                 return (err);
945         err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, offset, length);
946
947         /*
948          * It is important to zero out the maxblkid when freeing the entire
949          * file, so that (a) subsequent calls to dmu_free_long_range_impl()
950          * will take the fast path, and (b) dnode_reallocate() can verify
951          * that the entire file has been freed.
952          */
953         if (err == 0 && offset == 0 && length == DMU_OBJECT_END)
954                 dn->dn_maxblkid = 0;
955
956         dnode_rele(dn, FTAG);
957         return (err);
958 }
959
960 int
961 dmu_free_long_object(objset_t *os, uint64_t object)
962 {
963         dmu_tx_t *tx;
964         int err;
965
966         err = dmu_free_long_range(os, object, 0, DMU_OBJECT_END);
967         if (err != 0)
968                 return (err);
969
970         tx = dmu_tx_create(os);
971         dmu_tx_hold_bonus(tx, object);
972         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
973         dmu_tx_mark_netfree(tx);
974         err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
975         if (err == 0) {
976                 err = dmu_object_free(os, object, tx);
977                 dmu_tx_commit(tx);
978         } else {
979                 dmu_tx_abort(tx);
980         }
981
982         return (err);
983 }
984
985 int
986 dmu_free_range(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
987     uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
988 {
989         dnode_t *dn;
990         int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
991         if (err)
992                 return (err);
993         ASSERT(offset < UINT64_MAX);
994         ASSERT(size == DMU_OBJECT_END || size <= UINT64_MAX - offset);
995         dnode_free_range(dn, offset, size, tx);
996         dnode_rele(dn, FTAG);
997         return (0);
998 }
999
1000 static int
1001 dmu_read_impl(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t size,
1002     void *buf, uint32_t flags)
1003 {
1004         dmu_buf_t **dbp;
1005         int numbufs, err = 0;
1006
1007         /*
1008          * Deal with odd block sizes, where there can't be data past the first
1009          * block.  If we ever do the tail block optimization, we will need to
1010          * handle that here as well.
1011          */
1012         if (dn->dn_maxblkid == 0) {
1013                 uint64_t newsz = offset > dn->dn_datablksz ? 0 :
1014                     MIN(size, dn->dn_datablksz - offset);
1015                 memset((char *)buf + newsz, 0, size - newsz);
1016                 size = newsz;
1017         }
1018
1019         while (size > 0) {
1020                 uint64_t mylen = MIN(size, DMU_MAX_ACCESS / 2);
1021                 int i;
1022
1023                 /*
1024                  * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
1025                  * to be reading in parallel.
1026                  */
1027                 err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, mylen,
1028                     TRUE, FTAG, &numbufs, &dbp, flags);
1029                 if (err)
1030                         break;
1031
1032                 for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1033                         uint64_t tocpy;
1034                         int64_t bufoff;
1035                         dmu_buf_t *db = dbp[i];
1036
1037                         ASSERT(size > 0);
1038
1039                         bufoff = offset - db->db_offset;
1040                         tocpy = MIN(db->db_size - bufoff, size);
1041
1042                         (void) memcpy(buf, (char *)db->db_data + bufoff, tocpy);
1043
1044                         offset += tocpy;
1045                         size -= tocpy;
1046                         buf = (char *)buf + tocpy;
1047                 }
1048                 dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1049         }
1050         return (err);
1051 }
1052
1053 int
1054 dmu_read(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1055     void *buf, uint32_t flags)
1056 {
1057         dnode_t *dn;
1058         int err;
1059
1060         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1061         if (err != 0)
1062                 return (err);
1063
1064         err = dmu_read_impl(dn, offset, size, buf, flags);
1065         dnode_rele(dn, FTAG);
1066         return (err);
1067 }
1068
1069 int
1070 dmu_read_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t size, void *buf,
1071     uint32_t flags)
1072 {
1073         return (dmu_read_impl(dn, offset, size, buf, flags));
1074 }
1075
1076 static void
1077 dmu_write_impl(dmu_buf_t **dbp, int numbufs, uint64_t offset, uint64_t size,
1078     const void *buf, dmu_tx_t *tx)
1079 {
1080         int i;
1081
1082         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1083                 uint64_t tocpy;
1084                 int64_t bufoff;
1085                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1086
1087                 ASSERT(size > 0);
1088
1089                 bufoff = offset - db->db_offset;
1090                 tocpy = MIN(db->db_size - bufoff, size);
1091
1092                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1093
1094                 if (tocpy == db->db_size)
1095                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1096                 else
1097                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1098
1099                 (void) memcpy((char *)db->db_data + bufoff, buf, tocpy);
1100
1101                 if (tocpy == db->db_size)
1102                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1103
1104                 offset += tocpy;
1105                 size -= tocpy;
1106                 buf = (char *)buf + tocpy;
1107         }
1108 }
1109
1110 void
1111 dmu_write(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1112     const void *buf, dmu_tx_t *tx)
1113 {
1114         dmu_buf_t **dbp;
1115         int numbufs;
1116
1117         if (size == 0)
1118                 return;
1119
1120         VERIFY0(dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
1121             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
1122         dmu_write_impl(dbp, numbufs, offset, size, buf, tx);
1123         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1124 }
1125
1126 /*
1127  * Note: Lustre is an external consumer of this interface.
1128  */
1129 void
1130 dmu_write_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t size,
1131     const void *buf, dmu_tx_t *tx)
1132 {
1133         dmu_buf_t **dbp;
1134         int numbufs;
1135
1136         if (size == 0)
1137                 return;
1138
1139         VERIFY0(dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, size,
1140             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp, DMU_READ_PREFETCH));
1141         dmu_write_impl(dbp, numbufs, offset, size, buf, tx);
1142         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1143 }
1144
1145 void
1146 dmu_prealloc(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1147     dmu_tx_t *tx)
1148 {
1149         dmu_buf_t **dbp;
1150         int numbufs, i;
1151
1152         if (size == 0)
1153                 return;
1154
1155         VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
1156             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
1157
1158         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1159                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1160
1161                 dmu_buf_will_not_fill(db, tx);
1162         }
1163         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1164 }
1165
1166 void
1167 dmu_write_embedded(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
1168     void *data, uint8_t etype, uint8_t comp, int uncompressed_size,
1169     int compressed_size, int byteorder, dmu_tx_t *tx)
1170 {
1171         dmu_buf_t *db;
1172
1173         ASSERT3U(etype, <, NUM_BP_EMBEDDED_TYPES);
1174         ASSERT3U(comp, <, ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS);
1175         VERIFY0(dmu_buf_hold_noread(os, object, offset,
1176             FTAG, &db));
1177
1178         dmu_buf_write_embedded(db,
1179             data, (bp_embedded_type_t)etype, (enum zio_compress)comp,
1180             uncompressed_size, compressed_size, byteorder, tx);
1181
1182         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1183 }
1184
1185 void
1186 dmu_redact(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1187     dmu_tx_t *tx)
1188 {
1189         int numbufs, i;
1190         dmu_buf_t **dbp;
1191
1192         VERIFY0(dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size, FALSE, FTAG,
1193             &numbufs, &dbp));
1194         for (i = 0; i < numbufs; i++)
1195                 dmu_buf_redact(dbp[i], tx);
1196         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1197 }
1198
1199 #ifdef _KERNEL
1200 int
1201 dmu_read_uio_dnode(dnode_t *dn, zfs_uio_t *uio, uint64_t size)
1202 {
1203         dmu_buf_t **dbp;
1204         int numbufs, i, err;
1205
1206         /*
1207          * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
1208          * to be reading in parallel.
1209          */
1210         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, zfs_uio_offset(uio), size,
1211             TRUE, FTAG, &numbufs, &dbp, 0);
1212         if (err)
1213                 return (err);
1214
1215         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1216                 uint64_t tocpy;
1217                 int64_t bufoff;
1218                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1219
1220                 ASSERT(size > 0);
1221
1222                 bufoff = zfs_uio_offset(uio) - db->db_offset;
1223                 tocpy = MIN(db->db_size - bufoff, size);
1224
1225                 err = zfs_uio_fault_move((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
1226                     UIO_READ, uio);
1227
1228                 if (err)
1229                         break;
1230
1231                 size -= tocpy;
1232         }
1233         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1234
1235         return (err);
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Read 'size' bytes into the uio buffer.
1240  * From object zdb->db_object.
1241  * Starting at zfs_uio_offset(uio).
1242  *
1243  * If the caller already has a dbuf in the target object
1244  * (e.g. its bonus buffer), this routine is faster than dmu_read_uio(),
1245  * because we don't have to find the dnode_t for the object.
1246  */
1247 int
1248 dmu_read_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, zfs_uio_t *uio, uint64_t size)
1249 {
1250         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zdb;
1251         dnode_t *dn;
1252         int err;
1253
1254         if (size == 0)
1255                 return (0);
1256
1257         DB_DNODE_ENTER(db);
1258         dn = DB_DNODE(db);
1259         err = dmu_read_uio_dnode(dn, uio, size);
1260         DB_DNODE_EXIT(db);
1261
1262         return (err);
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Read 'size' bytes into the uio buffer.
1267  * From the specified object
1268  * Starting at offset zfs_uio_offset(uio).
1269  */
1270 int
1271 dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, zfs_uio_t *uio, uint64_t size)
1272 {
1273         dnode_t *dn;
1274         int err;
1275
1276         if (size == 0)
1277                 return (0);
1278
1279         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1280         if (err)
1281                 return (err);
1282
1283         err = dmu_read_uio_dnode(dn, uio, size);
1284
1285         dnode_rele(dn, FTAG);
1286
1287         return (err);
1288 }
1289
1290 int
1291 dmu_write_uio_dnode(dnode_t *dn, zfs_uio_t *uio, uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
1292 {
1293         dmu_buf_t **dbp;
1294         int numbufs;
1295         int err = 0;
1296         int i;
1297
1298         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, zfs_uio_offset(uio), size,
1299             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp, DMU_READ_PREFETCH);
1300         if (err)
1301                 return (err);
1302
1303         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1304                 uint64_t tocpy;
1305                 int64_t bufoff;
1306                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1307
1308                 ASSERT(size > 0);
1309
1310                 bufoff = zfs_uio_offset(uio) - db->db_offset;
1311                 tocpy = MIN(db->db_size - bufoff, size);
1312
1313                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1314
1315                 if (tocpy == db->db_size)
1316                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1317                 else
1318                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1319
1320                 /*
1321                  * XXX zfs_uiomove could block forever (eg.nfs-backed
1322                  * pages).  There needs to be a uiolockdown() function
1323                  * to lock the pages in memory, so that zfs_uiomove won't
1324                  * block.
1325                  */
1326                 err = zfs_uio_fault_move((char *)db->db_data + bufoff,
1327                     tocpy, UIO_WRITE, uio);
1328
1329                 if (tocpy == db->db_size)
1330                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1331
1332                 if (err)
1333                         break;
1334
1335                 size -= tocpy;
1336         }
1337
1338         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1339         return (err);
1340 }
1341
1342 /*
1343  * Write 'size' bytes from the uio buffer.
1344  * To object zdb->db_object.
1345  * Starting at offset zfs_uio_offset(uio).
1346  *
1347  * If the caller already has a dbuf in the target object
1348  * (e.g. its bonus buffer), this routine is faster than dmu_write_uio(),
1349  * because we don't have to find the dnode_t for the object.
1350  */
1351 int
1352 dmu_write_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, zfs_uio_t *uio, uint64_t size,
1353     dmu_tx_t *tx)
1354 {
1355         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zdb;
1356         dnode_t *dn;
1357         int err;
1358
1359         if (size == 0)
1360                 return (0);
1361
1362         DB_DNODE_ENTER(db);
1363         dn = DB_DNODE(db);
1364         err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
1365         DB_DNODE_EXIT(db);
1366
1367         return (err);
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Write 'size' bytes from the uio buffer.
1372  * To the specified object.
1373  * Starting at offset zfs_uio_offset(uio).
1374  */
1375 int
1376 dmu_write_uio(objset_t *os, uint64_t object, zfs_uio_t *uio, uint64_t size,
1377     dmu_tx_t *tx)
1378 {
1379         dnode_t *dn;
1380         int err;
1381
1382         if (size == 0)
1383                 return (0);
1384
1385         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1386         if (err)
1387                 return (err);
1388
1389         err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
1390
1391         dnode_rele(dn, FTAG);
1392
1393         return (err);
1394 }
1395 #endif /* _KERNEL */
1396
1397 /*
1398  * Allocate a loaned anonymous arc buffer.
1399  */
1400 arc_buf_t *
1401 dmu_request_arcbuf(dmu_buf_t *handle, int size)
1402 {
1403         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)handle;
1404
1405         return (arc_loan_buf(db->db_objset->os_spa, B_FALSE, size));
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Free a loaned arc buffer.
1410  */
1411 void
1412 dmu_return_arcbuf(arc_buf_t *buf)
1413 {
1414         arc_return_buf(buf, FTAG);
1415         arc_buf_destroy(buf, FTAG);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * A "lightweight" write is faster than a regular write (e.g.
1420  * dmu_write_by_dnode() or dmu_assign_arcbuf_by_dnode()), because it avoids the
1421  * CPU cost of creating a dmu_buf_impl_t and arc_buf_[hdr_]_t.  However, the
1422  * data can not be read or overwritten until the transaction's txg has been
1423  * synced.  This makes it appropriate for workloads that are known to be
1424  * (temporarily) write-only, like "zfs receive".
1425  *
1426  * A single block is written, starting at the specified offset in bytes.  If
1427  * the call is successful, it returns 0 and the provided abd has been
1428  * consumed (the caller should not free it).
1429  */
1430 int
1431 dmu_lightweight_write_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, abd_t *abd,
1432     const zio_prop_t *zp, enum zio_flag flags, dmu_tx_t *tx)
1433 {
1434         dbuf_dirty_record_t *dr =
1435             dbuf_dirty_lightweight(dn, dbuf_whichblock(dn, 0, offset), tx);
1436         if (dr == NULL)
1437                 return (SET_ERROR(EIO));
1438         dr->dt.dll.dr_abd = abd;
1439         dr->dt.dll.dr_props = *zp;
1440         dr->dt.dll.dr_flags = flags;
1441         return (0);
1442 }
1443
1444 /*
1445  * When possible directly assign passed loaned arc buffer to a dbuf.
1446  * If this is not possible copy the contents of passed arc buf via
1447  * dmu_write().
1448  */
1449 int
1450 dmu_assign_arcbuf_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, arc_buf_t *buf,
1451     dmu_tx_t *tx)
1452 {
1453         dmu_buf_impl_t *db;
1454         objset_t *os = dn->dn_objset;
1455         uint64_t object = dn->dn_object;
1456         uint32_t blksz = (uint32_t)arc_buf_lsize(buf);
1457         uint64_t blkid;
1458
1459         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1460         blkid = dbuf_whichblock(dn, 0, offset);
1461         db = dbuf_hold(dn, blkid, FTAG);
1462         if (db == NULL)
1463                 return (SET_ERROR(EIO));
1464         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1465
1466         /*
1467          * We can only assign if the offset is aligned and the arc buf is the
1468          * same size as the dbuf.
1469          */
1470         if (offset == db->db.db_offset && blksz == db->db.db_size) {
1471                 zfs_racct_write(blksz, 1);
1472                 dbuf_assign_arcbuf(db, buf, tx);
1473                 dbuf_rele(db, FTAG);
1474         } else {
1475                 /* compressed bufs must always be assignable to their dbuf */
1476                 ASSERT3U(arc_get_compression(buf), ==, ZIO_COMPRESS_OFF);
1477                 ASSERT(!(buf->b_flags & ARC_BUF_FLAG_COMPRESSED));
1478
1479                 dbuf_rele(db, FTAG);
1480                 dmu_write(os, object, offset, blksz, buf->b_data, tx);
1481                 dmu_return_arcbuf(buf);
1482         }
1483
1484         return (0);
1485 }
1486
1487 int
1488 dmu_assign_arcbuf_by_dbuf(dmu_buf_t *handle, uint64_t offset, arc_buf_t *buf,
1489     dmu_tx_t *tx)
1490 {
1491         int err;
1492         dmu_buf_impl_t *dbuf = (dmu_buf_impl_t *)handle;
1493
1494         DB_DNODE_ENTER(dbuf);
1495         err = dmu_assign_arcbuf_by_dnode(DB_DNODE(dbuf), offset, buf, tx);
1496         DB_DNODE_EXIT(dbuf);
1497
1498         return (err);
1499 }
1500
1501 typedef struct {
1502         dbuf_dirty_record_t     *dsa_dr;
1503         dmu_sync_cb_t           *dsa_done;
1504         zgd_t                   *dsa_zgd;
1505         dmu_tx_t                *dsa_tx;
1506 } dmu_sync_arg_t;
1507
1508 static void
1509 dmu_sync_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
1510 {
1511         (void) buf;
1512         dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
1513         dmu_buf_t *db = dsa->dsa_zgd->zgd_db;
1514         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1515
1516         if (zio->io_error == 0) {
1517                 if (BP_IS_HOLE(bp)) {
1518                         /*
1519                          * A block of zeros may compress to a hole, but the
1520                          * block size still needs to be known for replay.
1521                          */
1522                         BP_SET_LSIZE(bp, db->db_size);
1523                 } else if (!BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
1524                         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
1525                         BP_SET_FILL(bp, 1);
1526                 }
1527         }
1528 }
1529
1530 static void
1531 dmu_sync_late_arrival_ready(zio_t *zio)
1532 {
1533         dmu_sync_ready(zio, NULL, zio->io_private);
1534 }
1535
1536 static void
1537 dmu_sync_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
1538 {
1539         (void) buf;
1540         dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
1541         dbuf_dirty_record_t *dr = dsa->dsa_dr;
1542         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1543         zgd_t *zgd = dsa->dsa_zgd;
1544
1545         /*
1546          * Record the vdev(s) backing this blkptr so they can be flushed after
1547          * the writes for the lwb have completed.
1548          */
1549         if (zio->io_error == 0) {
1550                 zil_lwb_add_block(zgd->zgd_lwb, zgd->zgd_bp);
1551         }
1552
1553         mutex_enter(&db->db_mtx);
1554         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC);
1555         if (zio->io_error == 0) {
1556                 dr->dt.dl.dr_nopwrite = !!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE);
1557                 if (dr->dt.dl.dr_nopwrite) {
1558                         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1559                         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
1560                         uint8_t chksum = BP_GET_CHECKSUM(bp_orig);
1561
1562                         ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1563                         VERIFY(BP_EQUAL(bp, db->db_blkptr));
1564                         ASSERT(zio->io_prop.zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
1565                         VERIFY(zio_checksum_table[chksum].ci_flags &
1566                             ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE);
1567                 }
1568                 dr->dt.dl.dr_overridden_by = *zio->io_bp;
1569                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1570                 dr->dt.dl.dr_copies = zio->io_prop.zp_copies;
1571
1572                 /*
1573                  * Old style holes are filled with all zeros, whereas
1574                  * new-style holes maintain their lsize, type, level,
1575                  * and birth time (see zio_write_compress). While we
1576                  * need to reset the BP_SET_LSIZE() call that happened
1577                  * in dmu_sync_ready for old style holes, we do *not*
1578                  * want to wipe out the information contained in new
1579                  * style holes. Thus, only zero out the block pointer if
1580                  * it's an old style hole.
1581                  */
1582                 if (BP_IS_HOLE(&dr->dt.dl.dr_overridden_by) &&
1583                     dr->dt.dl.dr_overridden_by.blk_birth == 0)
1584                         BP_ZERO(&dr->dt.dl.dr_overridden_by);
1585         } else {
1586                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1587         }
1588         cv_broadcast(&db->db_changed);
1589         mutex_exit(&db->db_mtx);
1590
1591         dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
1592
1593         kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
1594 }
1595
1596 static void
1597 dmu_sync_late_arrival_done(zio_t *zio)
1598 {
1599         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1600         dmu_sync_arg_t *dsa = zio->io_private;
1601         zgd_t *zgd = dsa->dsa_zgd;
1602
1603         if (zio->io_error == 0) {
1604                 /*
1605                  * Record the vdev(s) backing this blkptr so they can be
1606                  * flushed after the writes for the lwb have completed.
1607                  */
1608                 zil_lwb_add_block(zgd->zgd_lwb, zgd->zgd_bp);
1609
1610                 if (!BP_IS_HOLE(bp)) {
1611                         blkptr_t *bp_orig __maybe_unused = &zio->io_bp_orig;
1612                         ASSERT(!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE));
1613                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp_orig) || !BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1614                         ASSERT(zio->io_bp->blk_birth == zio->io_txg);
1615                         ASSERT(zio->io_txg > spa_syncing_txg(zio->io_spa));
1616                         zio_free(zio->io_spa, zio->io_txg, zio->io_bp);
1617                 }
1618         }
1619
1620         dmu_tx_commit(dsa->dsa_tx);
1621
1622         dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
1623
1624         abd_free(zio->io_abd);
1625         kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
1626 }
1627
1628 static int
1629 dmu_sync_late_arrival(zio_t *pio, objset_t *os, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd,
1630     zio_prop_t *zp, zbookmark_phys_t *zb)
1631 {
1632         dmu_sync_arg_t *dsa;
1633         dmu_tx_t *tx;
1634
1635         tx = dmu_tx_create(os);
1636         dmu_tx_hold_space(tx, zgd->zgd_db->db_size);
1637         if (dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT) != 0) {
1638                 dmu_tx_abort(tx);
1639                 /* Make zl_get_data do txg_waited_synced() */
1640                 return (SET_ERROR(EIO));
1641         }
1642
1643         /*
1644          * In order to prevent the zgd's lwb from being free'd prior to
1645          * dmu_sync_late_arrival_done() being called, we have to ensure
1646          * the lwb's "max txg" takes this tx's txg into account.
1647          */
1648         zil_lwb_add_txg(zgd->zgd_lwb, dmu_tx_get_txg(tx));
1649
1650         dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1651         dsa->dsa_dr = NULL;
1652         dsa->dsa_done = done;
1653         dsa->dsa_zgd = zgd;
1654         dsa->dsa_tx = tx;
1655
1656         /*
1657          * Since we are currently syncing this txg, it's nontrivial to
1658          * determine what BP to nopwrite against, so we disable nopwrite.
1659          *
1660          * When syncing, the db_blkptr is initially the BP of the previous
1661          * txg.  We can not nopwrite against it because it will be changed
1662          * (this is similar to the non-late-arrival case where the dbuf is
1663          * dirty in a future txg).
1664          *
1665          * Then dbuf_write_ready() sets bp_blkptr to the location we will write.
1666          * We can not nopwrite against it because although the BP will not
1667          * (typically) be changed, the data has not yet been persisted to this
1668          * location.
1669          *
1670          * Finally, when dbuf_write_done() is called, it is theoretically
1671          * possible to always nopwrite, because the data that was written in
1672          * this txg is the same data that we are trying to write.  However we
1673          * would need to check that this dbuf is not dirty in any future
1674          * txg's (as we do in the normal dmu_sync() path). For simplicity, we
1675          * don't nopwrite in this case.
1676          */
1677         zp->zp_nopwrite = B_FALSE;
1678
1679         zio_nowait(zio_write(pio, os->os_spa, dmu_tx_get_txg(tx), zgd->zgd_bp,
1680             abd_get_from_buf(zgd->zgd_db->db_data, zgd->zgd_db->db_size),
1681             zgd->zgd_db->db_size, zgd->zgd_db->db_size, zp,
1682             dmu_sync_late_arrival_ready, NULL, NULL, dmu_sync_late_arrival_done,
1683             dsa, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, zb));
1684
1685         return (0);
1686 }
1687
1688 /*
1689  * Intent log support: sync the block associated with db to disk.
1690  * N.B. and XXX: the caller is responsible for making sure that the
1691  * data isn't changing while dmu_sync() is writing it.
1692  *
1693  * Return values:
1694  *
1695  *      EEXIST: this txg has already been synced, so there's nothing to do.
1696  *              The caller should not log the write.
1697  *
1698  *      ENOENT: the block was dbuf_free_range()'d, so there's nothing to do.
1699  *              The caller should not log the write.
1700  *
1701  *      EALREADY: this block is already in the process of being synced.
1702  *              The caller should track its progress (somehow).
1703  *
1704  *      EIO: could not do the I/O.
1705  *              The caller should do a txg_wait_synced().
1706  *
1707  *      0: the I/O has been initiated.
1708  *              The caller should log this blkptr in the done callback.
1709  *              It is possible that the I/O will fail, in which case
1710  *              the error will be reported to the done callback and
1711  *              propagated to pio from zio_done().
1712  */
1713 int
1714 dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
1715 {
1716         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zgd->zgd_db;
1717         objset_t *os = db->db_objset;
1718         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1719         dbuf_dirty_record_t *dr, *dr_next;
1720         dmu_sync_arg_t *dsa;
1721         zbookmark_phys_t zb;
1722         zio_prop_t zp;
1723         dnode_t *dn;
1724
1725         ASSERT(pio != NULL);
1726         ASSERT(txg != 0);
1727
1728         SET_BOOKMARK(&zb, ds->ds_object,
1729             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1730
1731         DB_DNODE_ENTER(db);
1732         dn = DB_DNODE(db);
1733         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, WP_DMU_SYNC, &zp);
1734         DB_DNODE_EXIT(db);
1735
1736         /*
1737          * If we're frozen (running ziltest), we always need to generate a bp.
1738          */
1739         if (txg > spa_freeze_txg(os->os_spa))
1740                 return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
1741
1742         /*
1743          * Grabbing db_mtx now provides a barrier between dbuf_sync_leaf()
1744          * and us.  If we determine that this txg is not yet syncing,
1745          * but it begins to sync a moment later, that's OK because the
1746          * sync thread will block in dbuf_sync_leaf() until we drop db_mtx.
1747          */
1748         mutex_enter(&db->db_mtx);
1749
1750         if (txg <= spa_last_synced_txg(os->os_spa)) {
1751                 /*
1752                  * This txg has already synced.  There's nothing to do.
1753                  */
1754                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1755                 return (SET_ERROR(EEXIST));
1756         }
1757
1758         if (txg <= spa_syncing_txg(os->os_spa)) {
1759                 /*
1760                  * This txg is currently syncing, so we can't mess with
1761                  * the dirty record anymore; just write a new log block.
1762                  */
1763                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1764                 return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
1765         }
1766
1767         dr = dbuf_find_dirty_eq(db, txg);
1768
1769         if (dr == NULL) {
1770                 /*
1771                  * There's no dr for this dbuf, so it must have been freed.
1772                  * There's no need to log writes to freed blocks, so we're done.
1773                  */
1774                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1775                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1776         }
1777
1778         dr_next = list_next(&db->db_dirty_records, dr);
1779         ASSERT(dr_next == NULL || dr_next->dr_txg < txg);
1780
1781         if (db->db_blkptr != NULL) {
1782                 /*
1783                  * We need to fill in zgd_bp with the current blkptr so that
1784                  * the nopwrite code can check if we're writing the same
1785                  * data that's already on disk.  We can only nopwrite if we
1786                  * are sure that after making the copy, db_blkptr will not
1787                  * change until our i/o completes.  We ensure this by
1788                  * holding the db_mtx, and only allowing nopwrite if the
1789                  * block is not already dirty (see below).  This is verified
1790                  * by dmu_sync_done(), which VERIFYs that the db_blkptr has
1791                  * not changed.
1792                  */
1793                 *zgd->zgd_bp = *db->db_blkptr;
1794         }
1795
1796         /*
1797          * Assume the on-disk data is X, the current syncing data (in
1798          * txg - 1) is Y, and the current in-memory data is Z (currently
1799          * in dmu_sync).
1800          *
1801          * We usually want to perform a nopwrite if X and Z are the
1802          * same.  However, if Y is different (i.e. the BP is going to
1803          * change before this write takes effect), then a nopwrite will
1804          * be incorrect - we would override with X, which could have
1805          * been freed when Y was written.
1806          *
1807          * (Note that this is not a concern when we are nop-writing from
1808          * syncing context, because X and Y must be identical, because
1809          * all previous txgs have been synced.)
1810          *
1811          * Therefore, we disable nopwrite if the current BP could change
1812          * before this TXG.  There are two ways it could change: by
1813          * being dirty (dr_next is non-NULL), or by being freed
1814          * (dnode_block_freed()).  This behavior is verified by
1815          * zio_done(), which VERIFYs that the override BP is identical
1816          * to the on-disk BP.
1817          */
1818         DB_DNODE_ENTER(db);
1819         dn = DB_DNODE(db);
1820         if (dr_next != NULL || dnode_block_freed(dn, db->db_blkid))
1821                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
1822         DB_DNODE_EXIT(db);
1823
1824         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1825         if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC ||
1826             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
1827                 /*
1828                  * We have already issued a sync write for this buffer,
1829                  * or this buffer has already been synced.  It could not
1830                  * have been dirtied since, or we would have cleared the state.
1831                  */
1832                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1833                 return (SET_ERROR(EALREADY));
1834         }
1835
1836         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
1837         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_IN_DMU_SYNC;
1838         mutex_exit(&db->db_mtx);
1839
1840         dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1841         dsa->dsa_dr = dr;
1842         dsa->dsa_done = done;
1843         dsa->dsa_zgd = zgd;
1844         dsa->dsa_tx = NULL;
1845
1846         zio_nowait(arc_write(pio, os->os_spa, txg,
1847             zgd->zgd_bp, dr->dt.dl.dr_data, dbuf_is_l2cacheable(db),
1848             &zp, dmu_sync_ready, NULL, NULL, dmu_sync_done, dsa,
1849             ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, &zb));
1850
1851         return (0);
1852 }
1853
1854 int
1855 dmu_object_set_nlevels(objset_t *os, uint64_t object, int nlevels, dmu_tx_t *tx)
1856 {
1857         dnode_t *dn;
1858         int err;
1859
1860         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1861         if (err)
1862                 return (err);
1863         err = dnode_set_nlevels(dn, nlevels, tx);
1864         dnode_rele(dn, FTAG);
1865         return (err);
1866 }
1867
1868 int
1869 dmu_object_set_blocksize(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t size, int ibs,
1870     dmu_tx_t *tx)
1871 {
1872         dnode_t *dn;
1873         int err;
1874
1875         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1876         if (err)
1877                 return (err);
1878         err = dnode_set_blksz(dn, size, ibs, tx);
1879         dnode_rele(dn, FTAG);
1880         return (err);
1881 }
1882
1883 int
1884 dmu_object_set_maxblkid(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t maxblkid,
1885     dmu_tx_t *tx)
1886 {
1887         dnode_t *dn;
1888         int err;
1889
1890         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1891         if (err)
1892                 return (err);
1893         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1894         dnode_new_blkid(dn, maxblkid, tx, B_FALSE, B_TRUE);
1895         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1896         dnode_rele(dn, FTAG);
1897         return (0);
1898 }
1899
1900 void
1901 dmu_object_set_checksum(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t checksum,
1902     dmu_tx_t *tx)
1903 {
1904         dnode_t *dn;
1905
1906         /*
1907          * Send streams include each object's checksum function.  This
1908          * check ensures that the receiving system can understand the
1909          * checksum function transmitted.
1910          */
1911         ASSERT3U(checksum, <, ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
1912
1913         VERIFY0(dnode_hold(os, object, FTAG, &dn));
1914         ASSERT3U(checksum, <, ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
1915         dn->dn_checksum = checksum;
1916         dnode_setdirty(dn, tx);
1917         dnode_rele(dn, FTAG);
1918 }
1919
1920 void
1921 dmu_object_set_compress(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t compress,
1922     dmu_tx_t *tx)
1923 {
1924         dnode_t *dn;
1925
1926         /*
1927          * Send streams include each object's compression function.  This
1928          * check ensures that the receiving system can understand the
1929          * compression function transmitted.
1930          */
1931         ASSERT3U(compress, <, ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
1932
1933         VERIFY0(dnode_hold(os, object, FTAG, &dn));
1934         dn->dn_compress = compress;
1935         dnode_setdirty(dn, tx);
1936         dnode_rele(dn, FTAG);
1937 }
1938
1939 /*
1940  * When the "redundant_metadata" property is set to "most", only indirect
1941  * blocks of this level and higher will have an additional ditto block.
1942  */
1943 static const int zfs_redundant_metadata_most_ditto_level = 2;
1944
1945 void
1946 dmu_write_policy(objset_t *os, dnode_t *dn, int level, int wp, zio_prop_t *zp)
1947 {
1948         dmu_object_type_t type = dn ? dn->dn_type : DMU_OT_OBJSET;
1949         boolean_t ismd = (level > 0 || DMU_OT_IS_METADATA(type) ||
1950             (wp & WP_SPILL));
1951         enum zio_checksum checksum = os->os_checksum;
1952         enum zio_compress compress = os->os_compress;
1953         uint8_t complevel = os->os_complevel;
1954         enum zio_checksum dedup_checksum = os->os_dedup_checksum;
1955         boolean_t dedup = B_FALSE;
1956         boolean_t nopwrite = B_FALSE;
1957         boolean_t dedup_verify = os->os_dedup_verify;
1958         boolean_t encrypt = B_FALSE;
1959         int copies = os->os_copies;
1960
1961         /*
1962          * We maintain different write policies for each of the following
1963          * types of data:
1964          *       1. metadata
1965          *       2. preallocated blocks (i.e. level-0 blocks of a dump device)
1966          *       3. all other level 0 blocks
1967          */
1968         if (ismd) {
1969                 /*
1970                  * XXX -- we should design a compression algorithm
1971                  * that specializes in arrays of bps.
1972                  */
1973                 compress = zio_compress_select(os->os_spa,
1974                     ZIO_COMPRESS_ON, ZIO_COMPRESS_ON);
1975
1976                 /*
1977                  * Metadata always gets checksummed.  If the data
1978                  * checksum is multi-bit correctable, and it's not a
1979                  * ZBT-style checksum, then it's suitable for metadata
1980                  * as well.  Otherwise, the metadata checksum defaults
1981                  * to fletcher4.
1982                  */
1983                 if (!(zio_checksum_table[checksum].ci_flags &
1984                     ZCHECKSUM_FLAG_METADATA) ||
1985                     (zio_checksum_table[checksum].ci_flags &
1986                     ZCHECKSUM_FLAG_EMBEDDED))
1987                         checksum = ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4;
1988
1989                 if (os->os_redundant_metadata == ZFS_REDUNDANT_METADATA_ALL ||
1990                     (os->os_redundant_metadata ==
1991                     ZFS_REDUNDANT_METADATA_MOST &&
1992                     (level >= zfs_redundant_metadata_most_ditto_level ||
1993                     DMU_OT_IS_METADATA(type) || (wp & WP_SPILL))))
1994                         copies++;
1995         } else if (wp & WP_NOFILL) {
1996                 ASSERT(level == 0);
1997
1998                 /*
1999                  * If we're writing preallocated blocks, we aren't actually
2000                  * writing them so don't set any policy properties.  These
2001                  * blocks are currently only used by an external subsystem
2002                  * outside of zfs (i.e. dump) and not written by the zio
2003                  * pipeline.
2004                  */
2005                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
2006                 checksum = ZIO_CHECKSUM_OFF;
2007         } else {
2008                 compress = zio_compress_select(os->os_spa, dn->dn_compress,
2009                     compress);
2010                 complevel = zio_complevel_select(os->os_spa, compress,
2011                     complevel, complevel);
2012
2013                 checksum = (dedup_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF) ?
2014                     zio_checksum_select(dn->dn_checksum, checksum) :
2015                     dedup_checksum;
2016
2017                 /*
2018                  * Determine dedup setting.  If we are in dmu_sync(),
2019                  * we won't actually dedup now because that's all
2020                  * done in syncing context; but we do want to use the
2021                  * dedup checksum.  If the checksum is not strong
2022                  * enough to ensure unique signatures, force
2023                  * dedup_verify.
2024                  */
2025                 if (dedup_checksum != ZIO_CHECKSUM_OFF) {
2026                         dedup = (wp & WP_DMU_SYNC) ? B_FALSE : B_TRUE;
2027                         if (!(zio_checksum_table[checksum].ci_flags &
2028                             ZCHECKSUM_FLAG_DEDUP))
2029                                 dedup_verify = B_TRUE;
2030                 }
2031
2032                 /*
2033                  * Enable nopwrite if we have secure enough checksum
2034                  * algorithm (see comment in zio_nop_write) and
2035                  * compression is enabled.  We don't enable nopwrite if
2036                  * dedup is enabled as the two features are mutually
2037                  * exclusive.
2038                  */
2039                 nopwrite = (!dedup && (zio_checksum_table[checksum].ci_flags &
2040                     ZCHECKSUM_FLAG_NOPWRITE) &&
2041                     compress != ZIO_COMPRESS_OFF && zfs_nopwrite_enabled);
2042         }
2043
2044         /*
2045          * All objects in an encrypted objset are protected from modification
2046          * via a MAC. Encrypted objects store their IV and salt in the last DVA
2047          * in the bp, so we cannot use all copies. Encrypted objects are also
2048          * not subject to nopwrite since writing the same data will still
2049          * result in a new ciphertext. Only encrypted blocks can be dedup'd
2050          * to avoid ambiguity in the dedup code since the DDT does not store
2051          * object types.
2052          */
2053         if (os->os_encrypted && (wp & WP_NOFILL) == 0) {
2054                 encrypt = B_TRUE;
2055
2056                 if (DMU_OT_IS_ENCRYPTED(type)) {
2057                         copies = MIN(copies, SPA_DVAS_PER_BP - 1);
2058                         nopwrite = B_FALSE;
2059                 } else {
2060                         dedup = B_FALSE;
2061                 }
2062
2063                 if (level <= 0 &&
2064                     (type == DMU_OT_DNODE || type == DMU_OT_OBJSET)) {
2065                         compress = ZIO_COMPRESS_EMPTY;
2066                 }
2067         }
2068
2069         zp->zp_compress = compress;
2070         zp->zp_complevel = complevel;
2071         zp->zp_checksum = checksum;
2072         zp->zp_type = (wp & WP_SPILL) ? dn->dn_bonustype : type;
2073         zp->zp_level = level;
2074         zp->zp_copies = MIN(copies, spa_max_replication(os->os_spa));
2075         zp->zp_dedup = dedup;
2076         zp->zp_dedup_verify = dedup && dedup_verify;
2077         zp->zp_nopwrite = nopwrite;
2078         zp->zp_encrypt = encrypt;
2079         zp->zp_byteorder = ZFS_HOST_BYTEORDER;
2080         memset(zp->zp_salt, 0, ZIO_DATA_SALT_LEN);
2081         memset(zp->zp_iv, 0, ZIO_DATA_IV_LEN);
2082         memset(zp->zp_mac, 0, ZIO_DATA_MAC_LEN);
2083         zp->zp_zpl_smallblk = DMU_OT_IS_FILE(zp->zp_type) ?
2084             os->os_zpl_special_smallblock : 0;
2085
2086         ASSERT3U(zp->zp_compress, !=, ZIO_COMPRESS_INHERIT);
2087 }
2088
2089 /*
2090  * This function is only called from zfs_holey_common() for zpl_llseek()
2091  * in order to determine the location of holes.  In order to accurately
2092  * report holes all dirty data must be synced to disk.  This causes extremely
2093  * poor performance when seeking for holes in a dirty file.  As a compromise,
2094  * only provide hole data when the dnode is clean.  When a dnode is dirty
2095  * report the dnode as having no holes which is always a safe thing to do.
2096  */
2097 int
2098 dmu_offset_next(objset_t *os, uint64_t object, boolean_t hole, uint64_t *off)
2099 {
2100         dnode_t *dn;
2101         int err;
2102
2103 restart:
2104         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
2105         if (err)
2106                 return (err);
2107
2108         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2109
2110         if (dnode_is_dirty(dn)) {
2111                 /*
2112                  * If the zfs_dmu_offset_next_sync module option is enabled
2113                  * then strict hole reporting has been requested.  Dirty
2114                  * dnodes must be synced to disk to accurately report all
2115                  * holes.  When disabled dirty dnodes are reported to not
2116                  * have any holes which is always safe.
2117                  *
2118                  * When called by zfs_holey_common() the zp->z_rangelock
2119                  * is held to prevent zfs_write() and mmap writeback from
2120                  * re-dirtying the dnode after txg_wait_synced().
2121                  */
2122                 if (zfs_dmu_offset_next_sync) {
2123                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2124                         dnode_rele(dn, FTAG);
2125                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2126                         goto restart;
2127                 }
2128
2129                 err = SET_ERROR(EBUSY);
2130         } else {
2131                 err = dnode_next_offset(dn, DNODE_FIND_HAVELOCK |
2132                     (hole ? DNODE_FIND_HOLE : 0), off, 1, 1, 0);
2133         }
2134
2135         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2136         dnode_rele(dn, FTAG);
2137
2138         return (err);
2139 }
2140
2141 void
2142 __dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
2143 {
2144         dnode_phys_t *dnp = dn->dn_phys;
2145
2146         doi->doi_data_block_size = dn->dn_datablksz;
2147         doi->doi_metadata_block_size = dn->dn_indblkshift ?
2148             1ULL << dn->dn_indblkshift : 0;
2149         doi->doi_type = dn->dn_type;
2150         doi->doi_bonus_type = dn->dn_bonustype;
2151         doi->doi_bonus_size = dn->dn_bonuslen;
2152         doi->doi_dnodesize = dn->dn_num_slots << DNODE_SHIFT;
2153         doi->doi_indirection = dn->dn_nlevels;
2154         doi->doi_checksum = dn->dn_checksum;
2155         doi->doi_compress = dn->dn_compress;
2156         doi->doi_nblkptr = dn->dn_nblkptr;
2157         doi->doi_physical_blocks_512 = (DN_USED_BYTES(dnp) + 256) >> 9;
2158         doi->doi_max_offset = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
2159         doi->doi_fill_count = 0;
2160         for (int i = 0; i < dnp->dn_nblkptr; i++)
2161                 doi->doi_fill_count += BP_GET_FILL(&dnp->dn_blkptr[i]);
2162 }
2163
2164 void
2165 dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
2166 {
2167         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2168         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2169
2170         __dmu_object_info_from_dnode(dn, doi);
2171
2172         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2173         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Get information on a DMU object.
2178  * If doi is NULL, just indicates whether the object exists.
2179  */
2180 int
2181 dmu_object_info(objset_t *os, uint64_t object, dmu_object_info_t *doi)
2182 {
2183         dnode_t *dn;
2184         int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
2185
2186         if (err)
2187                 return (err);
2188
2189         if (doi != NULL)
2190                 dmu_object_info_from_dnode(dn, doi);
2191
2192         dnode_rele(dn, FTAG);
2193         return (0);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * As above, but faster; can be used when you have a held dbuf in hand.
2198  */
2199 void
2200 dmu_object_info_from_db(dmu_buf_t *db_fake, dmu_object_info_t *doi)
2201 {
2202         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2203
2204         DB_DNODE_ENTER(db);
2205         dmu_object_info_from_dnode(DB_DNODE(db), doi);
2206         DB_DNODE_EXIT(db);
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Faster still when you only care about the size.
2211  */
2212 void
2213 dmu_object_size_from_db(dmu_buf_t *db_fake, uint32_t *blksize,
2214     u_longlong_t *nblk512)
2215 {
2216         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2217         dnode_t *dn;
2218
2219         DB_DNODE_ENTER(db);
2220         dn = DB_DNODE(db);
2221
2222         *blksize = dn->dn_datablksz;
2223         /* add in number of slots used for the dnode itself */
2224         *nblk512 = ((DN_USED_BYTES(dn->dn_phys) + SPA_MINBLOCKSIZE/2) >>
2225             SPA_MINBLOCKSHIFT) + dn->dn_num_slots;
2226         DB_DNODE_EXIT(db);
2227 }
2228
2229 void
2230 dmu_object_dnsize_from_db(dmu_buf_t *db_fake, int *dnsize)
2231 {
2232         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2233         dnode_t *dn;
2234
2235         DB_DNODE_ENTER(db);
2236         dn = DB_DNODE(db);
2237         *dnsize = dn->dn_num_slots << DNODE_SHIFT;
2238         DB_DNODE_EXIT(db);
2239 }
2240
2241 void
2242 byteswap_uint64_array(void *vbuf, size_t size)
2243 {
2244         uint64_t *buf = vbuf;
2245         size_t count = size >> 3;
2246         int i;
2247
2248         ASSERT((size & 7) == 0);
2249
2250         for (i = 0; i < count; i++)
2251                 buf[i] = BSWAP_64(buf[i]);
2252 }
2253
2254 void
2255 byteswap_uint32_array(void *vbuf, size_t size)
2256 {
2257         uint32_t *buf = vbuf;
2258         size_t count = size >> 2;
2259         int i;
2260
2261         ASSERT((size & 3) == 0);
2262
2263         for (i = 0; i < count; i++)
2264                 buf[i] = BSWAP_32(buf[i]);
2265 }
2266
2267 void
2268 byteswap_uint16_array(void *vbuf, size_t size)
2269 {
2270         uint16_t *buf = vbuf;
2271         size_t count = size >> 1;
2272         int i;
2273
2274         ASSERT((size & 1) == 0);
2275
2276         for (i = 0; i < count; i++)
2277                 buf[i] = BSWAP_16(buf[i]);
2278 }
2279
2280 void
2281 byteswap_uint8_array(void *vbuf, size_t size)
2282 {
2283         (void) vbuf, (void) size;
2284 }
2285
2286 void
2287 dmu_init(void)
2288 {
2289         abd_init();
2290         zfs_dbgmsg_init();
2291         sa_cache_init();
2292         dmu_objset_init();
2293         dnode_init();
2294         zfetch_init();
2295         dmu_tx_init();
2296         l2arc_init();
2297         arc_init();
2298         dbuf_init();
2299 }
2300
2301 void
2302 dmu_fini(void)
2303 {
2304         arc_fini(); /* arc depends on l2arc, so arc must go first */
2305         l2arc_fini();
2306         dmu_tx_fini();
2307         zfetch_fini();
2308         dbuf_fini();
2309         dnode_fini();
2310         dmu_objset_fini();
2311         sa_cache_fini();
2312         zfs_dbgmsg_fini();
2313         abd_fini();
2314 }
2315
2316 EXPORT_SYMBOL(dmu_bonus_hold);
2317 EXPORT_SYMBOL(dmu_bonus_hold_by_dnode);
2318 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_hold_array_by_bonus);
2319 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_rele_array);
2320 EXPORT_SYMBOL(dmu_prefetch);
2321 EXPORT_SYMBOL(dmu_free_range);
2322 EXPORT_SYMBOL(dmu_free_long_range);
2323 EXPORT_SYMBOL(dmu_free_long_object);
2324 EXPORT_SYMBOL(dmu_read);
2325 EXPORT_SYMBOL(dmu_read_by_dnode);
2326 EXPORT_SYMBOL(dmu_write);
2327 EXPORT_SYMBOL(dmu_write_by_dnode);
2328 EXPORT_SYMBOL(dmu_prealloc);
2329 EXPORT_SYMBOL(dmu_object_info);
2330 EXPORT_SYMBOL(dmu_object_info_from_dnode);
2331 EXPORT_SYMBOL(dmu_object_info_from_db);
2332 EXPORT_SYMBOL(dmu_object_size_from_db);
2333 EXPORT_SYMBOL(dmu_object_dnsize_from_db);
2334 EXPORT_SYMBOL(dmu_object_set_nlevels);
2335 EXPORT_SYMBOL(dmu_object_set_blocksize);
2336 EXPORT_SYMBOL(dmu_object_set_maxblkid);
2337 EXPORT_SYMBOL(dmu_object_set_checksum);
2338 EXPORT_SYMBOL(dmu_object_set_compress);
2339 EXPORT_SYMBOL(dmu_offset_next);
2340 EXPORT_SYMBOL(dmu_write_policy);
2341 EXPORT_SYMBOL(dmu_sync);
2342 EXPORT_SYMBOL(dmu_request_arcbuf);
2343 EXPORT_SYMBOL(dmu_return_arcbuf);
2344 EXPORT_SYMBOL(dmu_assign_arcbuf_by_dnode);
2345 EXPORT_SYMBOL(dmu_assign_arcbuf_by_dbuf);
2346 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_hold);
2347 EXPORT_SYMBOL(dmu_ot);
2348
2349 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, nopwrite_enabled, INT, ZMOD_RW,
2350         "Enable NOP writes");
2351
2352 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, per_txg_dirty_frees_percent, ULONG, ZMOD_RW,
2353         "Percentage of dirtied blocks from frees in one TXG");
2354
2355 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, dmu_offset_next_sync, INT, ZMOD_RW,
2356         "Enable forcing txg sync to find holes");
2357
2358 /* CSTYLED */
2359 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, , dmu_prefetch_max, INT, ZMOD_RW,
2360         "Limit one prefetch call to this size");