]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/openzfs/module/zfs/dmu_redact.c
MFV: expat 2.5.0
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / contrib / openzfs / module / zfs / dmu_redact.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or https://opensource.org/licenses/CDDL-1.0.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2017, 2018 by Delphix. All rights reserved.
23  */
24
25 #include <sys/zfs_context.h>
26 #include <sys/txg.h>
27 #include <sys/dmu_objset.h>
28 #include <sys/dmu_traverse.h>
29 #include <sys/dmu_redact.h>
30 #include <sys/bqueue.h>
31 #include <sys/objlist.h>
32 #include <sys/dmu_tx.h>
33 #ifdef _KERNEL
34 #include <sys/zfs_vfsops.h>
35 #include <sys/zap.h>
36 #include <sys/zfs_znode.h>
37 #endif
38
39 /*
40  * This controls the number of entries in the buffer the redaction_list_update
41  * synctask uses to buffer writes to the redaction list.
42  */
43 static const int redact_sync_bufsize = 1024;
44
45 /*
46  * Controls how often to update the redaction list when creating a redaction
47  * list.
48  */
49 static const uint64_t redaction_list_update_interval_ns =
50     1000 * 1000 * 1000ULL; /* 1s */
51
52 /*
53  * This tunable controls the length of the queues that zfs redact worker threads
54  * use to communicate.  If the dmu_redact_snap thread is blocking on these
55  * queues, this variable may need to be increased.  If there is a significant
56  * slowdown at the start of a redact operation as these threads consume all the
57  * available IO resources, or the queues are consuming too much memory, this
58  * variable may need to be decreased.
59  */
60 static const int zfs_redact_queue_length = 1024 * 1024;
61
62 /*
63  * These tunables control the fill fraction of the queues by zfs redact. The
64  * fill fraction controls the frequency with which threads have to be
65  * cv_signaled. If a lot of cpu time is being spent on cv_signal, then these
66  * should be tuned down.  If the queues empty before the signalled thread can
67  * catch up, then these should be tuned up.
68  */
69 static const uint64_t zfs_redact_queue_ff = 20;
70
71 struct redact_record {
72         bqueue_node_t           ln;
73         boolean_t               eos_marker; /* Marks the end of the stream */
74         uint64_t                start_object;
75         uint64_t                start_blkid;
76         uint64_t                end_object;
77         uint64_t                end_blkid;
78         uint8_t                 indblkshift;
79         uint32_t                datablksz;
80 };
81
82 struct redact_thread_arg {
83         bqueue_t        q;
84         objset_t        *os;            /* Objset to traverse */
85         dsl_dataset_t   *ds;            /* Dataset to traverse */
86         struct redact_record *current_record;
87         int             error_code;
88         boolean_t       cancel;
89         zbookmark_phys_t resume;
90         objlist_t       *deleted_objs;
91         uint64_t        *num_blocks_visited;
92         uint64_t        ignore_object;  /* ignore further callbacks on this */
93         uint64_t        txg; /* txg to traverse since */
94 };
95
96 /*
97  * The redaction node is a wrapper around the redaction record that is used
98  * by the redaction merging thread to sort the records and determine overlaps.
99  *
100  * It contains two nodes; one sorts the records by their start_zb, and the other
101  * sorts the records by their end_zb.
102  */
103 struct redact_node {
104         avl_node_t                      avl_node_start;
105         avl_node_t                      avl_node_end;
106         struct redact_record            *record;
107         struct redact_thread_arg        *rt_arg;
108         uint32_t                        thread_num;
109 };
110
111 struct merge_data {
112         list_t                          md_redact_block_pending;
113         redact_block_phys_t             md_coalesce_block;
114         uint64_t                        md_last_time;
115         redact_block_phys_t             md_furthest[TXG_SIZE];
116         /* Lists of struct redact_block_list_node. */
117         list_t                          md_blocks[TXG_SIZE];
118         boolean_t                       md_synctask_txg[TXG_SIZE];
119         uint64_t                        md_latest_synctask_txg;
120         redaction_list_t                *md_redaction_list;
121 };
122
123 /*
124  * A wrapper around struct redact_block so it can be stored in a list_t.
125  */
126 struct redact_block_list_node {
127         redact_block_phys_t     block;
128         list_node_t             node;
129 };
130
131 /*
132  * We've found a new redaction candidate.  In order to improve performance, we
133  * coalesce these blocks when they're adjacent to each other.  This function
134  * handles that.  If the new candidate block range is immediately after the
135  * range we're building, coalesce it into the range we're building.  Otherwise,
136  * put the record we're building on the queue, and update the build pointer to
137  * point to the new record.
138  */
139 static void
140 record_merge_enqueue(bqueue_t *q, struct redact_record **build,
141     struct redact_record *new)
142 {
143         if (new->eos_marker) {
144                 if (*build != NULL)
145                         bqueue_enqueue(q, *build, sizeof (**build));
146                 bqueue_enqueue_flush(q, new, sizeof (*new));
147                 return;
148         }
149         if (*build == NULL) {
150                 *build = new;
151                 return;
152         }
153         struct redact_record *curbuild = *build;
154         if ((curbuild->end_object == new->start_object &&
155             curbuild->end_blkid + 1 == new->start_blkid &&
156             curbuild->end_blkid != UINT64_MAX) ||
157             (curbuild->end_object + 1 == new->start_object &&
158             curbuild->end_blkid == UINT64_MAX && new->start_blkid == 0)) {
159                 curbuild->end_object = new->end_object;
160                 curbuild->end_blkid = new->end_blkid;
161                 kmem_free(new, sizeof (*new));
162         } else {
163                 bqueue_enqueue(q, curbuild, sizeof (*curbuild));
164                 *build = new;
165         }
166 }
167 #ifdef _KERNEL
168 struct objnode {
169         avl_node_t node;
170         uint64_t obj;
171 };
172
173 static int
174 objnode_compare(const void *o1, const void *o2)
175 {
176         const struct objnode *obj1 = o1;
177         const struct objnode *obj2 = o2;
178         if (obj1->obj < obj2->obj)
179                 return (-1);
180         if (obj1->obj > obj2->obj)
181                 return (1);
182         return (0);
183 }
184
185
186 static objlist_t *
187 zfs_get_deleteq(objset_t *os)
188 {
189         objlist_t *deleteq_objlist = objlist_create();
190         uint64_t deleteq_obj;
191         zap_cursor_t zc;
192         zap_attribute_t za;
193         dmu_object_info_t doi;
194
195         ASSERT3U(os->os_phys->os_type, ==, DMU_OST_ZFS);
196         VERIFY0(dmu_object_info(os, MASTER_NODE_OBJ, &doi));
197         ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_MASTER_NODE);
198
199         VERIFY0(zap_lookup(os, MASTER_NODE_OBJ,
200             ZFS_UNLINKED_SET, sizeof (uint64_t), 1, &deleteq_obj));
201
202         /*
203          * In order to insert objects into the objlist, they must be in sorted
204          * order. We don't know what order we'll get them out of the ZAP in, so
205          * we insert them into and remove them from an avl_tree_t to sort them.
206          */
207         avl_tree_t at;
208         avl_create(&at, objnode_compare, sizeof (struct objnode),
209             offsetof(struct objnode, node));
210
211         for (zap_cursor_init(&zc, os, deleteq_obj);
212             zap_cursor_retrieve(&zc, &za) == 0; zap_cursor_advance(&zc)) {
213                 struct objnode *obj = kmem_zalloc(sizeof (*obj), KM_SLEEP);
214                 obj->obj = za.za_first_integer;
215                 avl_add(&at, obj);
216         }
217         zap_cursor_fini(&zc);
218
219         struct objnode *next, *found = avl_first(&at);
220         while (found != NULL) {
221                 next = AVL_NEXT(&at, found);
222                 objlist_insert(deleteq_objlist, found->obj);
223                 found = next;
224         }
225
226         void *cookie = NULL;
227         while ((found = avl_destroy_nodes(&at, &cookie)) != NULL)
228                 kmem_free(found, sizeof (*found));
229         avl_destroy(&at);
230         return (deleteq_objlist);
231 }
232 #endif
233
234 /*
235  * This is the callback function to traverse_dataset for the redaction threads
236  * for dmu_redact_snap.  This thread is responsible for creating redaction
237  * records for all the data that is modified by the snapshots we're redacting
238  * with respect to.  Redaction records represent ranges of data that have been
239  * modified by one of the redaction snapshots, and are stored in the
240  * redact_record struct. We need to create redaction records for three
241  * cases:
242  *
243  * First, if there's a normal write, we need to create a redaction record for
244  * that block.
245  *
246  * Second, if there's a hole, we need to create a redaction record that covers
247  * the whole range of the hole.  If the hole is in the meta-dnode, it must cover
248  * every block in all of the objects in the hole.
249  *
250  * Third, if there is a deleted object, we need to create a redaction record for
251  * all of the blocks in that object.
252  */
253 static int
254 redact_cb(spa_t *spa, zilog_t *zilog, const blkptr_t *bp,
255     const zbookmark_phys_t *zb, const struct dnode_phys *dnp, void *arg)
256 {
257         (void) spa, (void) zilog;
258         struct redact_thread_arg *rta = arg;
259         struct redact_record *record;
260
261         ASSERT(zb->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
262             zb->zb_object >= rta->resume.zb_object);
263
264         if (rta->cancel)
265                 return (SET_ERROR(EINTR));
266
267         if (rta->ignore_object == zb->zb_object)
268                 return (0);
269
270         /*
271          * If we're visiting a dnode, we need to handle the case where the
272          * object has been deleted.
273          */
274         if (zb->zb_level == ZB_DNODE_LEVEL) {
275                 ASSERT3U(zb->zb_level, ==, ZB_DNODE_LEVEL);
276
277                 if (zb->zb_object == 0)
278                         return (0);
279
280                 /*
281                  * If the object has been deleted, redact all of the blocks in
282                  * it.
283                  */
284                 if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE ||
285                     objlist_exists(rta->deleted_objs, zb->zb_object)) {
286                         rta->ignore_object = zb->zb_object;
287                         record = kmem_zalloc(sizeof (struct redact_record),
288                             KM_SLEEP);
289
290                         record->eos_marker = B_FALSE;
291                         record->start_object = record->end_object =
292                             zb->zb_object;
293                         record->start_blkid = 0;
294                         record->end_blkid = UINT64_MAX;
295                         record_merge_enqueue(&rta->q,
296                             &rta->current_record, record);
297                 }
298                 return (0);
299         } else if (zb->zb_level < 0) {
300                 return (0);
301         } else if (zb->zb_level > 0 && !BP_IS_HOLE(bp)) {
302                 /*
303                  * If this is an indirect block, but not a hole, it doesn't
304                  * provide any useful information for redaction, so ignore it.
305                  */
306                 return (0);
307         }
308
309         /*
310          * At this point, there are two options left for the type of block we're
311          * looking at.  Either this is a hole (which could be in the dnode or
312          * the meta-dnode), or it's a level 0 block of some sort.  If it's a
313          * hole, we create a redaction record that covers the whole range.  If
314          * the hole is in a dnode, we need to redact all the blocks in that
315          * hole.  If the hole is in the meta-dnode, we instead need to redact
316          * all blocks in every object covered by that hole.  If it's a level 0
317          * block, we only need to redact that single block.
318          */
319         record = kmem_zalloc(sizeof (struct redact_record), KM_SLEEP);
320         record->eos_marker = B_FALSE;
321
322         record->start_object = record->end_object = zb->zb_object;
323         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
324                 record->start_blkid = zb->zb_blkid *
325                     bp_span_in_blocks(dnp->dn_indblkshift, zb->zb_level);
326
327                 record->end_blkid = ((zb->zb_blkid + 1) *
328                     bp_span_in_blocks(dnp->dn_indblkshift, zb->zb_level)) - 1;
329
330                 if (zb->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
331                         record->start_object = record->start_blkid *
332                             ((SPA_MINBLOCKSIZE * dnp->dn_datablkszsec) /
333                             sizeof (dnode_phys_t));
334                         record->start_blkid = 0;
335                         record->end_object = ((record->end_blkid +
336                             1) * ((SPA_MINBLOCKSIZE * dnp->dn_datablkszsec) /
337                             sizeof (dnode_phys_t))) - 1;
338                         record->end_blkid = UINT64_MAX;
339                 }
340         } else if (zb->zb_level != 0 ||
341             zb->zb_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
342                 kmem_free(record, sizeof (*record));
343                 return (0);
344         } else {
345                 record->start_blkid = record->end_blkid = zb->zb_blkid;
346         }
347         record->indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
348         record->datablksz = dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT;
349         record_merge_enqueue(&rta->q, &rta->current_record, record);
350
351         return (0);
352 }
353
354 static __attribute__((noreturn)) void
355 redact_traverse_thread(void *arg)
356 {
357         struct redact_thread_arg *rt_arg = arg;
358         int err;
359         struct redact_record *data;
360 #ifdef _KERNEL
361         if (rt_arg->os->os_phys->os_type == DMU_OST_ZFS)
362                 rt_arg->deleted_objs = zfs_get_deleteq(rt_arg->os);
363         else
364                 rt_arg->deleted_objs = objlist_create();
365 #else
366         rt_arg->deleted_objs = objlist_create();
367 #endif
368
369         err = traverse_dataset_resume(rt_arg->ds, rt_arg->txg,
370             &rt_arg->resume, TRAVERSE_PRE | TRAVERSE_PREFETCH_METADATA,
371             redact_cb, rt_arg);
372
373         if (err != EINTR)
374                 rt_arg->error_code = err;
375         objlist_destroy(rt_arg->deleted_objs);
376         data = kmem_zalloc(sizeof (*data), KM_SLEEP);
377         data->eos_marker = B_TRUE;
378         record_merge_enqueue(&rt_arg->q, &rt_arg->current_record, data);
379         thread_exit();
380 }
381
382 static inline void
383 create_zbookmark_from_obj_off(zbookmark_phys_t *zb, uint64_t object,
384     uint64_t blkid)
385 {
386         zb->zb_object = object;
387         zb->zb_level = 0;
388         zb->zb_blkid = blkid;
389 }
390
391 /*
392  * This is a utility function that can do the comparison for the start or ends
393  * of the ranges in a redact_record.
394  */
395 static int
396 redact_range_compare(uint64_t obj1, uint64_t off1, uint32_t dbss1,
397     uint64_t obj2, uint64_t off2, uint32_t dbss2)
398 {
399         zbookmark_phys_t z1, z2;
400         create_zbookmark_from_obj_off(&z1, obj1, off1);
401         create_zbookmark_from_obj_off(&z2, obj2, off2);
402
403         return (zbookmark_compare(dbss1 >> SPA_MINBLOCKSHIFT, 0,
404             dbss2 >> SPA_MINBLOCKSHIFT, 0, &z1, &z2));
405 }
406
407 /*
408  * Compare two redaction records by their range's start location.  Also makes
409  * eos records always compare last.  We use the thread number in the redact_node
410  * to ensure that records do not compare equal (which is not allowed in our avl
411  * trees).
412  */
413 static int
414 redact_node_compare_start(const void *arg1, const void *arg2)
415 {
416         const struct redact_node *rn1 = arg1;
417         const struct redact_node *rn2 = arg2;
418         const struct redact_record *rr1 = rn1->record;
419         const struct redact_record *rr2 = rn2->record;
420         if (rr1->eos_marker)
421                 return (1);
422         if (rr2->eos_marker)
423                 return (-1);
424
425         int cmp = redact_range_compare(rr1->start_object, rr1->start_blkid,
426             rr1->datablksz, rr2->start_object, rr2->start_blkid,
427             rr2->datablksz);
428         if (cmp == 0)
429                 cmp = (rn1->thread_num < rn2->thread_num ? -1 : 1);
430         return (cmp);
431 }
432
433 /*
434  * Compare two redaction records by their range's end location.  Also makes
435  * eos records always compare last.  We use the thread number in the redact_node
436  * to ensure that records do not compare equal (which is not allowed in our avl
437  * trees).
438  */
439 static int
440 redact_node_compare_end(const void *arg1, const void *arg2)
441 {
442         const struct redact_node *rn1 = arg1;
443         const struct redact_node *rn2 = arg2;
444         const struct redact_record *srr1 = rn1->record;
445         const struct redact_record *srr2 = rn2->record;
446         if (srr1->eos_marker)
447                 return (1);
448         if (srr2->eos_marker)
449                 return (-1);
450
451         int cmp = redact_range_compare(srr1->end_object, srr1->end_blkid,
452             srr1->datablksz, srr2->end_object, srr2->end_blkid,
453             srr2->datablksz);
454         if (cmp == 0)
455                 cmp = (rn1->thread_num < rn2->thread_num ? -1 : 1);
456         return (cmp);
457 }
458
459 /*
460  * Utility function that compares two redaction records to determine if any part
461  * of the "from" record is before any part of the "to" record. Also causes End
462  * of Stream redaction records to compare after all others, so that the
463  * redaction merging logic can stay simple.
464  */
465 static boolean_t
466 redact_record_before(const struct redact_record *from,
467     const struct redact_record *to)
468 {
469         if (from->eos_marker == B_TRUE)
470                 return (B_FALSE);
471         else if (to->eos_marker == B_TRUE)
472                 return (B_TRUE);
473         return (redact_range_compare(from->start_object, from->start_blkid,
474             from->datablksz, to->end_object, to->end_blkid,
475             to->datablksz) <= 0);
476 }
477
478 /*
479  * Pop a new redaction record off the queue, check that the records are in the
480  * right order, and free the old data.
481  */
482 static struct redact_record *
483 get_next_redact_record(bqueue_t *bq, struct redact_record *prev)
484 {
485         struct redact_record *next = bqueue_dequeue(bq);
486         ASSERT(redact_record_before(prev, next));
487         kmem_free(prev, sizeof (*prev));
488         return (next);
489 }
490
491 /*
492  * Remove the given redaction node from both trees, pull a new redaction record
493  * off the queue, free the old redaction record, update the redaction node, and
494  * reinsert the node into the trees.
495  */
496 static int
497 update_avl_trees(avl_tree_t *start_tree, avl_tree_t *end_tree,
498     struct redact_node *redact_node)
499 {
500         avl_remove(start_tree, redact_node);
501         avl_remove(end_tree, redact_node);
502         redact_node->record = get_next_redact_record(&redact_node->rt_arg->q,
503             redact_node->record);
504         avl_add(end_tree, redact_node);
505         avl_add(start_tree, redact_node);
506         return (redact_node->rt_arg->error_code);
507 }
508
509 /*
510  * Synctask for updating redaction lists.  We first take this txg's list of
511  * redacted blocks and append those to the redaction list.  We then update the
512  * redaction list's bonus buffer.  We store the furthest blocks we visited and
513  * the list of snapshots that we're redacting with respect to.  We need these so
514  * that redacted sends and receives can be correctly resumed.
515  */
516 static void
517 redaction_list_update_sync(void *arg, dmu_tx_t *tx)
518 {
519         struct merge_data *md = arg;
520         uint64_t txg = dmu_tx_get_txg(tx);
521         list_t *list = &md->md_blocks[txg & TXG_MASK];
522         redact_block_phys_t *furthest_visited =
523             &md->md_furthest[txg & TXG_MASK];
524         objset_t *mos = tx->tx_pool->dp_meta_objset;
525         redaction_list_t *rl = md->md_redaction_list;
526         int bufsize = redact_sync_bufsize;
527         redact_block_phys_t *buf = kmem_alloc(bufsize * sizeof (*buf),
528             KM_SLEEP);
529         int index = 0;
530
531         dmu_buf_will_dirty(rl->rl_dbuf, tx);
532
533         for (struct redact_block_list_node *rbln = list_remove_head(list);
534             rbln != NULL; rbln = list_remove_head(list)) {
535                 ASSERT3U(rbln->block.rbp_object, <=,
536                     furthest_visited->rbp_object);
537                 ASSERT(rbln->block.rbp_object < furthest_visited->rbp_object ||
538                     rbln->block.rbp_blkid <= furthest_visited->rbp_blkid);
539                 buf[index] = rbln->block;
540                 index++;
541                 if (index == bufsize) {
542                         dmu_write(mos, rl->rl_object,
543                             rl->rl_phys->rlp_num_entries * sizeof (*buf),
544                             bufsize * sizeof (*buf), buf, tx);
545                         rl->rl_phys->rlp_num_entries += bufsize;
546                         index = 0;
547                 }
548                 kmem_free(rbln, sizeof (*rbln));
549         }
550         if (index > 0) {
551                 dmu_write(mos, rl->rl_object, rl->rl_phys->rlp_num_entries *
552                     sizeof (*buf), index * sizeof (*buf), buf, tx);
553                 rl->rl_phys->rlp_num_entries += index;
554         }
555         kmem_free(buf, bufsize * sizeof (*buf));
556
557         md->md_synctask_txg[txg & TXG_MASK] = B_FALSE;
558         rl->rl_phys->rlp_last_object = furthest_visited->rbp_object;
559         rl->rl_phys->rlp_last_blkid = furthest_visited->rbp_blkid;
560 }
561
562 static void
563 commit_rl_updates(objset_t *os, struct merge_data *md, uint64_t object,
564     uint64_t blkid)
565 {
566         dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create_dd(spa_get_dsl(os->os_spa)->dp_mos_dir);
567         dmu_tx_hold_space(tx, sizeof (struct redact_block_list_node));
568         VERIFY0(dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT));
569         uint64_t txg = dmu_tx_get_txg(tx);
570         if (!md->md_synctask_txg[txg & TXG_MASK]) {
571                 dsl_sync_task_nowait(dmu_tx_pool(tx),
572                     redaction_list_update_sync, md, tx);
573                 md->md_synctask_txg[txg & TXG_MASK] = B_TRUE;
574                 md->md_latest_synctask_txg = txg;
575         }
576         md->md_furthest[txg & TXG_MASK].rbp_object = object;
577         md->md_furthest[txg & TXG_MASK].rbp_blkid = blkid;
578         list_move_tail(&md->md_blocks[txg & TXG_MASK],
579             &md->md_redact_block_pending);
580         dmu_tx_commit(tx);
581         md->md_last_time = gethrtime();
582 }
583
584 /*
585  * We want to store the list of blocks that we're redacting in the bookmark's
586  * redaction list.  However, this list is stored in the MOS, which means it can
587  * only be written to in syncing context.  To get around this, we create a
588  * synctask that will write to the mos for us.  We tell it what to write by
589  * a linked list for each current transaction group; every time we decide to
590  * redact a block, we append it to the transaction group that is currently in
591  * open context.  We also update some progress information that the synctask
592  * will store to enable resumable redacted sends.
593  */
594 static void
595 update_redaction_list(struct merge_data *md, objset_t *os,
596     uint64_t object, uint64_t blkid, uint64_t endblkid, uint32_t blksz)
597 {
598         boolean_t enqueue = B_FALSE;
599         redact_block_phys_t cur = {0};
600         uint64_t count = endblkid - blkid + 1;
601         while (count > REDACT_BLOCK_MAX_COUNT) {
602                 update_redaction_list(md, os, object, blkid,
603                     blkid + REDACT_BLOCK_MAX_COUNT - 1, blksz);
604                 blkid += REDACT_BLOCK_MAX_COUNT;
605                 count -= REDACT_BLOCK_MAX_COUNT;
606         }
607         redact_block_phys_t *coalesce = &md->md_coalesce_block;
608         boolean_t new;
609         if (coalesce->rbp_size_count == 0) {
610                 new = B_TRUE;
611                 enqueue = B_FALSE;
612         } else  {
613                 uint64_t old_count = redact_block_get_count(coalesce);
614                 if (coalesce->rbp_object == object &&
615                     coalesce->rbp_blkid + old_count == blkid &&
616                     old_count + count <= REDACT_BLOCK_MAX_COUNT) {
617                         ASSERT3U(redact_block_get_size(coalesce), ==, blksz);
618                         redact_block_set_count(coalesce, old_count + count);
619                         new = B_FALSE;
620                         enqueue = B_FALSE;
621                 } else {
622                         new = B_TRUE;
623                         enqueue = B_TRUE;
624                 }
625         }
626
627         if (new) {
628                 cur = *coalesce;
629                 coalesce->rbp_blkid = blkid;
630                 coalesce->rbp_object = object;
631
632                 redact_block_set_count(coalesce, count);
633                 redact_block_set_size(coalesce, blksz);
634         }
635
636         if (enqueue && redact_block_get_size(&cur) != 0) {
637                 struct redact_block_list_node *rbln =
638                     kmem_alloc(sizeof (struct redact_block_list_node),
639                     KM_SLEEP);
640                 rbln->block = cur;
641                 list_insert_tail(&md->md_redact_block_pending, rbln);
642         }
643
644         if (gethrtime() > md->md_last_time +
645             redaction_list_update_interval_ns) {
646                 commit_rl_updates(os, md, object, blkid);
647         }
648 }
649
650 /*
651  * This thread merges all the redaction records provided by the worker threads,
652  * and determines which blocks are redacted by all the snapshots.  The algorithm
653  * for doing so is similar to performing a merge in mergesort with n sub-lists
654  * instead of 2, with some added complexity due to the fact that the entries are
655  * ranges, not just single blocks.  This algorithm relies on the fact that the
656  * queues are sorted, which is ensured by the fact that traverse_dataset
657  * traverses the dataset in a consistent order.  We pull one entry off the front
658  * of the queues of each secure dataset traversal thread.  Then we repeat the
659  * following: each record represents a range of blocks modified by one of the
660  * redaction snapshots, and each block in that range may need to be redacted in
661  * the send stream.  Find the record with the latest start of its range, and the
662  * record with the earliest end of its range. If the last start is before the
663  * first end, then we know that the blocks in the range [last_start, first_end]
664  * are covered by all of the ranges at the front of the queues, which means
665  * every thread redacts that whole range.  For example, let's say the ranges on
666  * each queue look like this:
667  *
668  * Block Id   1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11
669  * Thread 1 |    [====================]
670  * Thread 2 |       [========]
671  * Thread 3 |             [=================]
672  *
673  * Thread 3 has the last start (5), and the thread 2 has the last end (6).  All
674  * three threads modified the range [5,6], so that data should not be sent over
675  * the wire.  After we've determined whether or not to redact anything, we take
676  * the record with the first end.  We discard that record, and pull a new one
677  * off the front of the queue it came from.  In the above example, we would
678  * discard Thread 2's record, and pull a new one.  Let's say the next record we
679  * pulled from Thread 2 covered range [10,11].  The new layout would look like
680  * this:
681  *
682  * Block Id   1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11
683  * Thread 1 |    [====================]
684  * Thread 2 |                            [==]
685  * Thread 3 |             [=================]
686  *
687  * When we compare the last start (10, from Thread 2) and the first end (9, from
688  * Thread 1), we see that the last start is greater than the first end.
689  * Therefore, we do not redact anything from these records.  We'll iterate by
690  * replacing the record from Thread 1.
691  *
692  * We iterate by replacing the record with the lowest end because we know
693  * that the record with the lowest end has helped us as much as it can.  All the
694  * ranges before it that we will ever redact have been redacted.  In addition,
695  * by replacing the one with the lowest end, we guarantee we catch all ranges
696  * that need to be redacted.  For example, if in the case above we had replaced
697  * the record from Thread 1 instead, we might have ended up with the following:
698  *
699  * Block Id   1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12
700  * Thread 1 |                               [==]
701  * Thread 2 |       [========]
702  * Thread 3 |             [=================]
703  *
704  * If the next record from Thread 2 had been [8,10], for example, we should have
705  * redacted part of that range, but because we updated Thread 1's record, we
706  * missed it.
707  *
708  * We implement this algorithm by using two trees.  The first sorts the
709  * redaction records by their start_zb, and the second sorts them by their
710  * end_zb.  We use these to find the record with the last start and the record
711  * with the first end.  We create a record with that start and end, and send it
712  * on.  The overall runtime of this implementation is O(n log m), where n is the
713  * total number of redaction records from all the different redaction snapshots,
714  * and m is the number of redaction snapshots.
715  *
716  * If we redact with respect to zero snapshots, we create a redaction
717  * record with the start object and blkid to 0, and the end object and blkid to
718  * UINT64_MAX.  This will result in us redacting every block.
719  */
720 static int
721 perform_thread_merge(bqueue_t *q, uint32_t num_threads,
722     struct redact_thread_arg *thread_args, boolean_t *cancel)
723 {
724         struct redact_node *redact_nodes = NULL;
725         avl_tree_t start_tree, end_tree;
726         struct redact_record *record;
727         struct redact_record *current_record = NULL;
728         int err = 0;
729         struct merge_data md = { {0} };
730         list_create(&md.md_redact_block_pending,
731             sizeof (struct redact_block_list_node),
732             offsetof(struct redact_block_list_node, node));
733
734         /*
735          * If we're redacting with respect to zero snapshots, then no data is
736          * permitted to be sent.  We enqueue a record that redacts all blocks,
737          * and an eos marker.
738          */
739         if (num_threads == 0) {
740                 record = kmem_zalloc(sizeof (struct redact_record),
741                     KM_SLEEP);
742                 // We can't redact object 0, so don't try.
743                 record->start_object = 1;
744                 record->start_blkid = 0;
745                 record->end_object = record->end_blkid = UINT64_MAX;
746                 bqueue_enqueue(q, record, sizeof (*record));
747                 return (0);
748         }
749         if (num_threads > 0) {
750                 redact_nodes = kmem_zalloc(num_threads *
751                     sizeof (*redact_nodes), KM_SLEEP);
752         }
753
754         avl_create(&start_tree, redact_node_compare_start,
755             sizeof (struct redact_node),
756             offsetof(struct redact_node, avl_node_start));
757         avl_create(&end_tree, redact_node_compare_end,
758             sizeof (struct redact_node),
759             offsetof(struct redact_node, avl_node_end));
760
761         for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
762                 struct redact_node *node = &redact_nodes[i];
763                 struct redact_thread_arg *targ = &thread_args[i];
764                 node->record = bqueue_dequeue(&targ->q);
765                 node->rt_arg = targ;
766                 node->thread_num = i;
767                 avl_add(&start_tree, node);
768                 avl_add(&end_tree, node);
769         }
770
771         /*
772          * Once the first record in the end tree has returned EOS, every record
773          * must be an EOS record, so we should stop.
774          */
775         while (err == 0 && !((struct redact_node *)avl_first(&end_tree))->
776             record->eos_marker) {
777                 if (*cancel) {
778                         err = EINTR;
779                         break;
780                 }
781                 struct redact_node *last_start = avl_last(&start_tree);
782                 struct redact_node *first_end = avl_first(&end_tree);
783
784                 /*
785                  * If the last start record is before the first end record,
786                  * then we have blocks that are redacted by all threads.
787                  * Therefore, we should redact them.  Copy the record, and send
788                  * it to the main thread.
789                  */
790                 if (redact_record_before(last_start->record,
791                     first_end->record)) {
792                         record = kmem_zalloc(sizeof (struct redact_record),
793                             KM_SLEEP);
794                         *record = *first_end->record;
795                         record->start_object = last_start->record->start_object;
796                         record->start_blkid = last_start->record->start_blkid;
797                         record_merge_enqueue(q, &current_record,
798                             record);
799                 }
800                 err = update_avl_trees(&start_tree, &end_tree, first_end);
801         }
802
803         /*
804          * We're done; if we were cancelled, we need to cancel our workers and
805          * clear out their queues.  Either way, we need to remove every thread's
806          * redact_node struct from the avl trees.
807          */
808         for (int i = 0; i < num_threads; i++) {
809                 if (err != 0) {
810                         thread_args[i].cancel = B_TRUE;
811                         while (!redact_nodes[i].record->eos_marker) {
812                                 (void) update_avl_trees(&start_tree, &end_tree,
813                                     &redact_nodes[i]);
814                         }
815                 }
816                 avl_remove(&start_tree, &redact_nodes[i]);
817                 avl_remove(&end_tree, &redact_nodes[i]);
818                 kmem_free(redact_nodes[i].record,
819                     sizeof (struct redact_record));
820                 bqueue_destroy(&thread_args[i].q);
821         }
822
823         avl_destroy(&start_tree);
824         avl_destroy(&end_tree);
825         kmem_free(redact_nodes, num_threads * sizeof (*redact_nodes));
826         if (current_record != NULL)
827                 bqueue_enqueue(q, current_record, sizeof (*current_record));
828         return (err);
829 }
830
831 struct redact_merge_thread_arg {
832         bqueue_t q;
833         spa_t *spa;
834         int numsnaps;
835         struct redact_thread_arg *thr_args;
836         boolean_t cancel;
837         int error_code;
838 };
839
840 static __attribute__((noreturn)) void
841 redact_merge_thread(void *arg)
842 {
843         struct redact_merge_thread_arg *rmta = arg;
844         rmta->error_code = perform_thread_merge(&rmta->q,
845             rmta->numsnaps, rmta->thr_args, &rmta->cancel);
846         struct redact_record *rec = kmem_zalloc(sizeof (*rec), KM_SLEEP);
847         rec->eos_marker = B_TRUE;
848         bqueue_enqueue_flush(&rmta->q, rec, 1);
849         thread_exit();
850 }
851
852 /*
853  * Find the next object in or after the redaction range passed in, and hold
854  * its dnode with the provided tag.  Also update *object to contain the new
855  * object number.
856  */
857 static int
858 hold_next_object(objset_t *os, struct redact_record *rec, const void *tag,
859     uint64_t *object, dnode_t **dn)
860 {
861         int err = 0;
862         if (*dn != NULL)
863                 dnode_rele(*dn, tag);
864         *dn = NULL;
865         if (*object < rec->start_object) {
866                 *object = rec->start_object - 1;
867         }
868         err = dmu_object_next(os, object, B_FALSE, 0);
869         if (err != 0)
870                 return (err);
871
872         err = dnode_hold(os, *object, tag, dn);
873         while (err == 0 && (*object < rec->start_object ||
874             DMU_OT_IS_METADATA((*dn)->dn_type))) {
875                 dnode_rele(*dn, tag);
876                 *dn = NULL;
877                 err = dmu_object_next(os, object, B_FALSE, 0);
878                 if (err != 0)
879                         break;
880                 err = dnode_hold(os, *object, tag, dn);
881         }
882         return (err);
883 }
884
885 static int
886 perform_redaction(objset_t *os, redaction_list_t *rl,
887     struct redact_merge_thread_arg *rmta)
888 {
889         int err = 0;
890         bqueue_t *q = &rmta->q;
891         struct redact_record *rec = NULL;
892         struct merge_data md = { {0} };
893
894         list_create(&md.md_redact_block_pending,
895             sizeof (struct redact_block_list_node),
896             offsetof(struct redact_block_list_node, node));
897         md.md_redaction_list = rl;
898
899         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
900                 list_create(&md.md_blocks[i],
901                     sizeof (struct redact_block_list_node),
902                     offsetof(struct redact_block_list_node, node));
903         }
904         dnode_t *dn = NULL;
905         uint64_t prev_obj = 0;
906         for (rec = bqueue_dequeue(q); !rec->eos_marker && err == 0;
907             rec = get_next_redact_record(q, rec)) {
908                 ASSERT3U(rec->start_object, !=, 0);
909                 uint64_t object;
910                 if (prev_obj != rec->start_object) {
911                         object = rec->start_object - 1;
912                         err = hold_next_object(os, rec, FTAG, &object, &dn);
913                 } else {
914                         object = prev_obj;
915                 }
916                 while (err == 0 && object <= rec->end_object) {
917                         if (issig(JUSTLOOKING) && issig(FORREAL)) {
918                                 err = EINTR;
919                                 break;
920                         }
921                         /*
922                          * Part of the current object is contained somewhere in
923                          * the range covered by rec.
924                          */
925                         uint64_t startblkid;
926                         uint64_t endblkid;
927                         uint64_t maxblkid = dn->dn_phys->dn_maxblkid;
928
929                         if (rec->start_object < object)
930                                 startblkid = 0;
931                         else if (rec->start_blkid > maxblkid)
932                                 break;
933                         else
934                                 startblkid = rec->start_blkid;
935
936                         if (rec->end_object > object || rec->end_blkid >
937                             maxblkid) {
938                                 endblkid = maxblkid;
939                         } else {
940                                 endblkid = rec->end_blkid;
941                         }
942                         update_redaction_list(&md, os, object, startblkid,
943                             endblkid, dn->dn_datablksz);
944
945                         if (object == rec->end_object)
946                                 break;
947                         err = hold_next_object(os, rec, FTAG, &object, &dn);
948                 }
949                 if (err == ESRCH)
950                         err = 0;
951                 if (dn != NULL)
952                         prev_obj = object;
953         }
954         if (err == 0 && dn != NULL)
955                 dnode_rele(dn, FTAG);
956
957         if (err == ESRCH)
958                 err = 0;
959         rmta->cancel = B_TRUE;
960         while (!rec->eos_marker)
961                 rec = get_next_redact_record(q, rec);
962         kmem_free(rec, sizeof (*rec));
963
964         /*
965          * There may be a block that's being coalesced, sync that out before we
966          * return.
967          */
968         if (err == 0 && md.md_coalesce_block.rbp_size_count != 0) {
969                 struct redact_block_list_node *rbln =
970                     kmem_alloc(sizeof (struct redact_block_list_node),
971                     KM_SLEEP);
972                 rbln->block = md.md_coalesce_block;
973                 list_insert_tail(&md.md_redact_block_pending, rbln);
974         }
975         commit_rl_updates(os, &md, UINT64_MAX, UINT64_MAX);
976
977         /*
978          * Wait for all the redaction info to sync out before we return, so that
979          * anyone who attempts to resume this redaction will have all the data
980          * they need.
981          */
982         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(os->os_spa);
983         if (md.md_latest_synctask_txg != 0)
984                 txg_wait_synced(dp, md.md_latest_synctask_txg);
985         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++)
986                 list_destroy(&md.md_blocks[i]);
987         return (err);
988 }
989
990 static boolean_t
991 redact_snaps_contains(uint64_t *snaps, uint64_t num_snaps, uint64_t guid)
992 {
993         for (int i = 0; i < num_snaps; i++) {
994                 if (snaps[i] == guid)
995                         return (B_TRUE);
996         }
997         return (B_FALSE);
998 }
999
1000 int
1001 dmu_redact_snap(const char *snapname, nvlist_t *redactnvl,
1002     const char *redactbook)
1003 {
1004         int err = 0;
1005         dsl_pool_t *dp = NULL;
1006         dsl_dataset_t *ds = NULL;
1007         int numsnaps = 0;
1008         objset_t *os;
1009         struct redact_thread_arg *args = NULL;
1010         redaction_list_t *new_rl = NULL;
1011         char *newredactbook;
1012
1013         if ((err = dsl_pool_hold(snapname, FTAG, &dp)) != 0)
1014                 return (err);
1015
1016         newredactbook = kmem_zalloc(sizeof (char) * ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN,
1017             KM_SLEEP);
1018
1019         if ((err = dsl_dataset_hold_flags(dp, snapname, DS_HOLD_FLAG_DECRYPT,
1020             FTAG, &ds)) != 0) {
1021                 goto out;
1022         }
1023         dsl_dataset_long_hold(ds, FTAG);
1024         if (!ds->ds_is_snapshot || dmu_objset_from_ds(ds, &os) != 0) {
1025                 err = EINVAL;
1026                 goto out;
1027         }
1028         if (dsl_dataset_feature_is_active(ds, SPA_FEATURE_REDACTED_DATASETS)) {
1029                 err = EALREADY;
1030                 goto out;
1031         }
1032
1033         numsnaps = fnvlist_num_pairs(redactnvl);
1034         if (numsnaps > 0)
1035                 args = kmem_zalloc(numsnaps * sizeof (*args), KM_SLEEP);
1036
1037         nvpair_t *pair = NULL;
1038         for (int i = 0; i < numsnaps; i++) {
1039                 pair = nvlist_next_nvpair(redactnvl, pair);
1040                 const char *name = nvpair_name(pair);
1041                 struct redact_thread_arg *rta = &args[i];
1042                 err = dsl_dataset_hold_flags(dp, name, DS_HOLD_FLAG_DECRYPT,
1043                     FTAG, &rta->ds);
1044                 if (err != 0)
1045                         break;
1046                 /*
1047                  * We want to do the long hold before we can get any other
1048                  * errors, because the cleanup code will release the long
1049                  * hold if rta->ds is filled in.
1050                  */
1051                 dsl_dataset_long_hold(rta->ds, FTAG);
1052
1053                 err = dmu_objset_from_ds(rta->ds, &rta->os);
1054                 if (err != 0)
1055                         break;
1056                 if (!dsl_dataset_is_before(rta->ds, ds, 0)) {
1057                         err = EINVAL;
1058                         break;
1059                 }
1060                 if (dsl_dataset_feature_is_active(rta->ds,
1061                     SPA_FEATURE_REDACTED_DATASETS)) {
1062                         err = EALREADY;
1063                         break;
1064
1065                 }
1066         }
1067         if (err != 0)
1068                 goto out;
1069         VERIFY3P(nvlist_next_nvpair(redactnvl, pair), ==, NULL);
1070
1071         boolean_t resuming = B_FALSE;
1072         zfs_bookmark_phys_t bookmark;
1073
1074         (void) strlcpy(newredactbook, snapname, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
1075         char *c = strchr(newredactbook, '@');
1076         ASSERT3P(c, !=, NULL);
1077         int n = snprintf(c, ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN - (c - newredactbook),
1078             "#%s", redactbook);
1079         if (n >= ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN - (c - newredactbook)) {
1080                 dsl_pool_rele(dp, FTAG);
1081                 kmem_free(newredactbook,
1082                     sizeof (char) * ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
1083                 if (args != NULL)
1084                         kmem_free(args, numsnaps * sizeof (*args));
1085                 return (SET_ERROR(ENAMETOOLONG));
1086         }
1087         err = dsl_bookmark_lookup(dp, newredactbook, NULL, &bookmark);
1088         if (err == 0) {
1089                 resuming = B_TRUE;
1090                 if (bookmark.zbm_redaction_obj == 0) {
1091                         err = EEXIST;
1092                         goto out;
1093                 }
1094                 err = dsl_redaction_list_hold_obj(dp,
1095                     bookmark.zbm_redaction_obj, FTAG, &new_rl);
1096                 if (err != 0) {
1097                         err = EIO;
1098                         goto out;
1099                 }
1100                 dsl_redaction_list_long_hold(dp, new_rl, FTAG);
1101                 if (new_rl->rl_phys->rlp_num_snaps != numsnaps) {
1102                         err = ESRCH;
1103                         goto out;
1104                 }
1105                 for (int i = 0; i < numsnaps; i++) {
1106                         struct redact_thread_arg *rta = &args[i];
1107                         if (!redact_snaps_contains(new_rl->rl_phys->rlp_snaps,
1108                             new_rl->rl_phys->rlp_num_snaps,
1109                             dsl_dataset_phys(rta->ds)->ds_guid)) {
1110                                 err = ESRCH;
1111                                 goto out;
1112                         }
1113                 }
1114                 if (new_rl->rl_phys->rlp_last_blkid == UINT64_MAX &&
1115                     new_rl->rl_phys->rlp_last_object == UINT64_MAX) {
1116                         err = EEXIST;
1117                         goto out;
1118                 }
1119                 dsl_pool_rele(dp, FTAG);
1120                 dp = NULL;
1121         } else {
1122                 uint64_t *guids = NULL;
1123                 if (numsnaps > 0) {
1124                         guids = kmem_zalloc(numsnaps * sizeof (uint64_t),
1125                             KM_SLEEP);
1126                 }
1127                 for (int i = 0; i < numsnaps; i++) {
1128                         struct redact_thread_arg *rta = &args[i];
1129                         guids[i] = dsl_dataset_phys(rta->ds)->ds_guid;
1130                 }
1131
1132                 dsl_pool_rele(dp, FTAG);
1133                 dp = NULL;
1134                 err = dsl_bookmark_create_redacted(newredactbook, snapname,
1135                     numsnaps, guids, FTAG, &new_rl);
1136                 kmem_free(guids, numsnaps * sizeof (uint64_t));
1137                 if (err != 0) {
1138                         goto out;
1139                 }
1140         }
1141
1142         for (int i = 0; i < numsnaps; i++) {
1143                 struct redact_thread_arg *rta = &args[i];
1144                 (void) bqueue_init(&rta->q, zfs_redact_queue_ff,
1145                     zfs_redact_queue_length,
1146                     offsetof(struct redact_record, ln));
1147                 if (resuming) {
1148                         rta->resume.zb_blkid =
1149                             new_rl->rl_phys->rlp_last_blkid;
1150                         rta->resume.zb_object =
1151                             new_rl->rl_phys->rlp_last_object;
1152                 }
1153                 rta->txg = dsl_dataset_phys(ds)->ds_creation_txg;
1154                 (void) thread_create(NULL, 0, redact_traverse_thread, rta,
1155                     0, curproc, TS_RUN, minclsyspri);
1156         }
1157
1158         struct redact_merge_thread_arg *rmta;
1159         rmta = kmem_zalloc(sizeof (struct redact_merge_thread_arg), KM_SLEEP);
1160
1161         (void) bqueue_init(&rmta->q, zfs_redact_queue_ff,
1162             zfs_redact_queue_length, offsetof(struct redact_record, ln));
1163         rmta->numsnaps = numsnaps;
1164         rmta->spa = os->os_spa;
1165         rmta->thr_args = args;
1166         (void) thread_create(NULL, 0, redact_merge_thread, rmta, 0, curproc,
1167             TS_RUN, minclsyspri);
1168         err = perform_redaction(os, new_rl, rmta);
1169         bqueue_destroy(&rmta->q);
1170         kmem_free(rmta, sizeof (struct redact_merge_thread_arg));
1171
1172 out:
1173         kmem_free(newredactbook, sizeof (char) * ZFS_MAX_DATASET_NAME_LEN);
1174
1175         if (new_rl != NULL) {
1176                 dsl_redaction_list_long_rele(new_rl, FTAG);
1177                 dsl_redaction_list_rele(new_rl, FTAG);
1178         }
1179         for (int i = 0; i < numsnaps; i++) {
1180                 struct redact_thread_arg *rta = &args[i];
1181                 /*
1182                  * rta->ds may be NULL if we got an error while filling
1183                  * it in.
1184                  */
1185                 if (rta->ds != NULL) {
1186                         dsl_dataset_long_rele(rta->ds, FTAG);
1187                         dsl_dataset_rele_flags(rta->ds,
1188                             DS_HOLD_FLAG_DECRYPT, FTAG);
1189                 }
1190         }
1191
1192         if (args != NULL)
1193                 kmem_free(args, numsnaps * sizeof (*args));
1194         if (dp != NULL)
1195                 dsl_pool_rele(dp, FTAG);
1196         if (ds != NULL) {
1197                 dsl_dataset_long_rele(ds, FTAG);
1198                 dsl_dataset_rele_flags(ds, DS_HOLD_FLAG_DECRYPT, FTAG);
1199         }
1200         return (SET_ERROR(err));
1201
1202 }