]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/9.2.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dmu.c
- Copy stable/9 to releng/9.2 as part of the 9.2-RELEASE cycle.
[FreeBSD/releng/9.2.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / dmu.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright (c) 2013 by Delphix. All rights reserved.
24  */
25
26 /* Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved. */
27
28 #include <sys/dmu.h>
29 #include <sys/dmu_impl.h>
30 #include <sys/dmu_tx.h>
31 #include <sys/dbuf.h>
32 #include <sys/dnode.h>
33 #include <sys/zfs_context.h>
34 #include <sys/dmu_objset.h>
35 #include <sys/dmu_traverse.h>
36 #include <sys/dsl_dataset.h>
37 #include <sys/dsl_dir.h>
38 #include <sys/dsl_pool.h>
39 #include <sys/dsl_synctask.h>
40 #include <sys/dsl_prop.h>
41 #include <sys/dmu_zfetch.h>
42 #include <sys/zfs_ioctl.h>
43 #include <sys/zap.h>
44 #include <sys/zio_checksum.h>
45 #include <sys/zio_compress.h>
46 #include <sys/sa.h>
47 #ifdef _KERNEL
48 #include <sys/zfs_znode.h>
49 #endif
50
51 /*
52  * Enable/disable nopwrite feature.
53  */
54 int zfs_nopwrite_enabled = 1;
55 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
56 TUNABLE_INT("vfs.zfs.nopwrite_enabled", &zfs_nopwrite_enabled);
57 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, nopwrite_enabled, CTLFLAG_RDTUN,
58     &zfs_nopwrite_enabled, 0, "Enable nopwrite feature");
59
60 const dmu_object_type_info_t dmu_ot[DMU_OT_NUMTYPES] = {
61         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "unallocated"           },
62         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "object directory"      },
63         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "object array"          },
64         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "packed nvlist"         },
65         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "packed nvlist size"    },
66         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "bpobj"                 },
67         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "bpobj header"          },
68         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "SPA space map header"  },
69         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "SPA space map"         },
70         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "ZIL intent log"        },
71         {       DMU_BSWAP_DNODE,        TRUE,   "DMU dnode"             },
72         {       DMU_BSWAP_OBJSET,       TRUE,   "DMU objset"            },
73         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "DSL directory"         },
74         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL directory child map"},
75         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL dataset snap map"  },
76         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL props"             },
77         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "DSL dataset"           },
78         {       DMU_BSWAP_ZNODE,        TRUE,   "ZFS znode"             },
79         {       DMU_BSWAP_OLDACL,       TRUE,   "ZFS V0 ACL"            },
80         {       DMU_BSWAP_UINT8,        FALSE,  "ZFS plain file"        },
81         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "ZFS directory"         },
82         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "ZFS master node"       },
83         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "ZFS delete queue"      },
84         {       DMU_BSWAP_UINT8,        FALSE,  "zvol object"           },
85         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "zvol prop"             },
86         {       DMU_BSWAP_UINT8,        FALSE,  "other uint8[]"         },
87         {       DMU_BSWAP_UINT64,       FALSE,  "other uint64[]"        },
88         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "other ZAP"             },
89         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "persistent error log"  },
90         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "SPA history"           },
91         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "SPA history offsets"   },
92         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "Pool properties"       },
93         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL permissions"       },
94         {       DMU_BSWAP_ACL,          TRUE,   "ZFS ACL"               },
95         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "ZFS SYSACL"            },
96         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "FUID table"            },
97         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "FUID table size"       },
98         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL dataset next clones"},
99         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "scan work queue"       },
100         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "ZFS user/group used"   },
101         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "ZFS user/group quota"  },
102         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "snapshot refcount tags"},
103         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DDT ZAP algorithm"     },
104         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DDT statistics"        },
105         {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "System attributes"     },
106         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "SA master node"        },
107         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "SA attr registration"  },
108         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "SA attr layouts"       },
109         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "scan translations"     },
110         {       DMU_BSWAP_UINT8,        FALSE,  "deduplicated block"    },
111         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL deadlist map"      },
112         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "DSL deadlist map hdr"  },
113         {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "DSL dir clones"        },
114         {       DMU_BSWAP_UINT64,       TRUE,   "bpobj subobj"          }
115 };
116
117 const dmu_object_byteswap_info_t dmu_ot_byteswap[DMU_BSWAP_NUMFUNCS] = {
118         {       byteswap_uint8_array,   "uint8"         },
119         {       byteswap_uint16_array,  "uint16"        },
120         {       byteswap_uint32_array,  "uint32"        },
121         {       byteswap_uint64_array,  "uint64"        },
122         {       zap_byteswap,           "zap"           },
123         {       dnode_buf_byteswap,     "dnode"         },
124         {       dmu_objset_byteswap,    "objset"        },
125         {       zfs_znode_byteswap,     "znode"         },
126         {       zfs_oldacl_byteswap,    "oldacl"        },
127         {       zfs_acl_byteswap,       "acl"           }
128 };
129
130 int
131 dmu_buf_hold(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
132     void *tag, dmu_buf_t **dbp, int flags)
133 {
134         dnode_t *dn;
135         uint64_t blkid;
136         dmu_buf_impl_t *db;
137         int err;
138         int db_flags = DB_RF_CANFAIL;
139
140         if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH)
141                 db_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
142
143         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
144         if (err)
145                 return (err);
146         blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
147         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
148         db = dbuf_hold(dn, blkid, tag);
149         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
150         if (db == NULL) {
151                 err = SET_ERROR(EIO);
152         } else {
153                 err = dbuf_read(db, NULL, db_flags);
154                 if (err) {
155                         dbuf_rele(db, tag);
156                         db = NULL;
157                 }
158         }
159
160         dnode_rele(dn, FTAG);
161         *dbp = &db->db; /* NULL db plus first field offset is NULL */
162         return (err);
163 }
164
165 int
166 dmu_bonus_max(void)
167 {
168         return (DN_MAX_BONUSLEN);
169 }
170
171 int
172 dmu_set_bonus(dmu_buf_t *db_fake, int newsize, dmu_tx_t *tx)
173 {
174         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
175         dnode_t *dn;
176         int error;
177
178         DB_DNODE_ENTER(db);
179         dn = DB_DNODE(db);
180
181         if (dn->dn_bonus != db) {
182                 error = SET_ERROR(EINVAL);
183         } else if (newsize < 0 || newsize > db_fake->db_size) {
184                 error = SET_ERROR(EINVAL);
185         } else {
186                 dnode_setbonuslen(dn, newsize, tx);
187                 error = 0;
188         }
189
190         DB_DNODE_EXIT(db);
191         return (error);
192 }
193
194 int
195 dmu_set_bonustype(dmu_buf_t *db_fake, dmu_object_type_t type, dmu_tx_t *tx)
196 {
197         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
198         dnode_t *dn;
199         int error;
200
201         DB_DNODE_ENTER(db);
202         dn = DB_DNODE(db);
203
204         if (!DMU_OT_IS_VALID(type)) {
205                 error = SET_ERROR(EINVAL);
206         } else if (dn->dn_bonus != db) {
207                 error = SET_ERROR(EINVAL);
208         } else {
209                 dnode_setbonus_type(dn, type, tx);
210                 error = 0;
211         }
212
213         DB_DNODE_EXIT(db);
214         return (error);
215 }
216
217 dmu_object_type_t
218 dmu_get_bonustype(dmu_buf_t *db_fake)
219 {
220         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
221         dnode_t *dn;
222         dmu_object_type_t type;
223
224         DB_DNODE_ENTER(db);
225         dn = DB_DNODE(db);
226         type = dn->dn_bonustype;
227         DB_DNODE_EXIT(db);
228
229         return (type);
230 }
231
232 int
233 dmu_rm_spill(objset_t *os, uint64_t object, dmu_tx_t *tx)
234 {
235         dnode_t *dn;
236         int error;
237
238         error = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
239         dbuf_rm_spill(dn, tx);
240         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
241         dnode_rm_spill(dn, tx);
242         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
243         dnode_rele(dn, FTAG);
244         return (error);
245 }
246
247 /*
248  * returns ENOENT, EIO, or 0.
249  */
250 int
251 dmu_bonus_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
252 {
253         dnode_t *dn;
254         dmu_buf_impl_t *db;
255         int error;
256
257         error = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
258         if (error)
259                 return (error);
260
261         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
262         if (dn->dn_bonus == NULL) {
263                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
264                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
265                 if (dn->dn_bonus == NULL)
266                         dbuf_create_bonus(dn);
267         }
268         db = dn->dn_bonus;
269
270         /* as long as the bonus buf is held, the dnode will be held */
271         if (refcount_add(&db->db_holds, tag) == 1) {
272                 VERIFY(dnode_add_ref(dn, db));
273                 (void) atomic_inc_32_nv(&dn->dn_dbufs_count);
274         }
275
276         /*
277          * Wait to drop dn_struct_rwlock until after adding the bonus dbuf's
278          * hold and incrementing the dbuf count to ensure that dnode_move() sees
279          * a dnode hold for every dbuf.
280          */
281         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
282
283         dnode_rele(dn, FTAG);
284
285         VERIFY(0 == dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH));
286
287         *dbp = &db->db;
288         return (0);
289 }
290
291 /*
292  * returns ENOENT, EIO, or 0.
293  *
294  * This interface will allocate a blank spill dbuf when a spill blk
295  * doesn't already exist on the dnode.
296  *
297  * if you only want to find an already existing spill db, then
298  * dmu_spill_hold_existing() should be used.
299  */
300 int
301 dmu_spill_hold_by_dnode(dnode_t *dn, uint32_t flags, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
302 {
303         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
304         int err;
305
306         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
307                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
308
309         db = dbuf_hold(dn, DMU_SPILL_BLKID, tag);
310
311         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
312                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
313
314         ASSERT(db != NULL);
315         err = dbuf_read(db, NULL, flags);
316         if (err == 0)
317                 *dbp = &db->db;
318         else
319                 dbuf_rele(db, tag);
320         return (err);
321 }
322
323 int
324 dmu_spill_hold_existing(dmu_buf_t *bonus, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
325 {
326         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)bonus;
327         dnode_t *dn;
328         int err;
329
330         DB_DNODE_ENTER(db);
331         dn = DB_DNODE(db);
332
333         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_SA) {
334                 err = SET_ERROR(EINVAL);
335         } else {
336                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
337
338                 if (!dn->dn_have_spill) {
339                         err = SET_ERROR(ENOENT);
340                 } else {
341                         err = dmu_spill_hold_by_dnode(dn,
342                             DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_CANFAIL, tag, dbp);
343                 }
344
345                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
346         }
347
348         DB_DNODE_EXIT(db);
349         return (err);
350 }
351
352 int
353 dmu_spill_hold_by_bonus(dmu_buf_t *bonus, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
354 {
355         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)bonus;
356         dnode_t *dn;
357         int err;
358
359         DB_DNODE_ENTER(db);
360         dn = DB_DNODE(db);
361         err = dmu_spill_hold_by_dnode(dn, DB_RF_CANFAIL, tag, dbp);
362         DB_DNODE_EXIT(db);
363
364         return (err);
365 }
366
367 /*
368  * Note: longer-term, we should modify all of the dmu_buf_*() interfaces
369  * to take a held dnode rather than <os, object> -- the lookup is wasteful,
370  * and can induce severe lock contention when writing to several files
371  * whose dnodes are in the same block.
372  */
373 static int
374 dmu_buf_hold_array_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t length,
375     int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp, uint32_t flags)
376 {
377         dsl_pool_t *dp = NULL;
378         dmu_buf_t **dbp;
379         uint64_t blkid, nblks, i;
380         uint32_t dbuf_flags;
381         int err;
382         zio_t *zio;
383         hrtime_t start;
384
385         ASSERT(length <= DMU_MAX_ACCESS);
386
387         dbuf_flags = DB_RF_CANFAIL | DB_RF_NEVERWAIT | DB_RF_HAVESTRUCT;
388         if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH || length > zfetch_array_rd_sz)
389                 dbuf_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
390
391         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
392         if (dn->dn_datablkshift) {
393                 int blkshift = dn->dn_datablkshift;
394                 nblks = (P2ROUNDUP(offset+length, 1ULL<<blkshift) -
395                     P2ALIGN(offset, 1ULL<<blkshift)) >> blkshift;
396         } else {
397                 if (offset + length > dn->dn_datablksz) {
398                         zfs_panic_recover("zfs: accessing past end of object "
399                             "%llx/%llx (size=%u access=%llu+%llu)",
400                             (longlong_t)dn->dn_objset->
401                             os_dsl_dataset->ds_object,
402                             (longlong_t)dn->dn_object, dn->dn_datablksz,
403                             (longlong_t)offset, (longlong_t)length);
404                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
405                         return (SET_ERROR(EIO));
406                 }
407                 nblks = 1;
408         }
409         dbp = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_t *) * nblks, KM_SLEEP);
410
411         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset)
412                 dp = dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_dir->dd_pool;
413         start = gethrtime();
414         zio = zio_root(dn->dn_objset->os_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
415         blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
416         for (i = 0; i < nblks; i++) {
417                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold(dn, blkid+i, tag);
418                 if (db == NULL) {
419                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
420                         dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
421                         zio_nowait(zio);
422                         return (SET_ERROR(EIO));
423                 }
424                 /* initiate async i/o */
425                 if (read)
426                         (void) dbuf_read(db, zio, dbuf_flags);
427 #ifdef _KERNEL
428                 else
429                         curthread->td_ru.ru_oublock++;
430 #endif
431                 dbp[i] = &db->db;
432         }
433         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
434
435         /* wait for async i/o */
436         err = zio_wait(zio);
437         /* track read overhead when we are in sync context */
438         if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
439                 dp->dp_read_overhead += gethrtime() - start;
440         if (err) {
441                 dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
442                 return (err);
443         }
444
445         /* wait for other io to complete */
446         if (read) {
447                 for (i = 0; i < nblks; i++) {
448                         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbp[i];
449                         mutex_enter(&db->db_mtx);
450                         while (db->db_state == DB_READ ||
451                             db->db_state == DB_FILL)
452                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
453                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
454                                 err = SET_ERROR(EIO);
455                         mutex_exit(&db->db_mtx);
456                         if (err) {
457                                 dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
458                                 return (err);
459                         }
460                 }
461         }
462
463         *numbufsp = nblks;
464         *dbpp = dbp;
465         return (0);
466 }
467
468 static int
469 dmu_buf_hold_array(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
470     uint64_t length, int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp)
471 {
472         dnode_t *dn;
473         int err;
474
475         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
476         if (err)
477                 return (err);
478
479         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, length, read, tag,
480             numbufsp, dbpp, DMU_READ_PREFETCH);
481
482         dnode_rele(dn, FTAG);
483
484         return (err);
485 }
486
487 int
488 dmu_buf_hold_array_by_bonus(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t offset,
489     uint64_t length, int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp)
490 {
491         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
492         dnode_t *dn;
493         int err;
494
495         DB_DNODE_ENTER(db);
496         dn = DB_DNODE(db);
497         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, length, read, tag,
498             numbufsp, dbpp, DMU_READ_PREFETCH);
499         DB_DNODE_EXIT(db);
500
501         return (err);
502 }
503
504 void
505 dmu_buf_rele_array(dmu_buf_t **dbp_fake, int numbufs, void *tag)
506 {
507         int i;
508         dmu_buf_impl_t **dbp = (dmu_buf_impl_t **)dbp_fake;
509
510         if (numbufs == 0)
511                 return;
512
513         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
514                 if (dbp[i])
515                         dbuf_rele(dbp[i], tag);
516         }
517
518         kmem_free(dbp, sizeof (dmu_buf_t *) * numbufs);
519 }
520
521 void
522 dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t len)
523 {
524         dnode_t *dn;
525         uint64_t blkid;
526         int nblks, i, err;
527
528         if (zfs_prefetch_disable)
529                 return;
530
531         if (len == 0) {  /* they're interested in the bonus buffer */
532                 dn = DMU_META_DNODE(os);
533
534                 if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
535                         return;
536
537                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
538                 blkid = dbuf_whichblock(dn, object * sizeof (dnode_phys_t));
539                 dbuf_prefetch(dn, blkid);
540                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
541                 return;
542         }
543
544         /*
545          * XXX - Note, if the dnode for the requested object is not
546          * already cached, we will do a *synchronous* read in the
547          * dnode_hold() call.  The same is true for any indirects.
548          */
549         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
550         if (err != 0)
551                 return;
552
553         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
554         if (dn->dn_datablkshift) {
555                 int blkshift = dn->dn_datablkshift;
556                 nblks = (P2ROUNDUP(offset+len, 1<<blkshift) -
557                     P2ALIGN(offset, 1<<blkshift)) >> blkshift;
558         } else {
559                 nblks = (offset < dn->dn_datablksz);
560         }
561
562         if (nblks != 0) {
563                 blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
564                 for (i = 0; i < nblks; i++)
565                         dbuf_prefetch(dn, blkid+i);
566         }
567
568         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
569
570         dnode_rele(dn, FTAG);
571 }
572
573 /*
574  * Get the next "chunk" of file data to free.  We traverse the file from
575  * the end so that the file gets shorter over time (if we crashes in the
576  * middle, this will leave us in a better state).  We find allocated file
577  * data by simply searching the allocated level 1 indirects.
578  */
579 static int
580 get_next_chunk(dnode_t *dn, uint64_t *start, uint64_t limit)
581 {
582         uint64_t len = *start - limit;
583         uint64_t blkcnt = 0;
584         uint64_t maxblks = DMU_MAX_ACCESS / (1ULL << (dn->dn_indblkshift + 1));
585         uint64_t iblkrange =
586             dn->dn_datablksz * EPB(dn->dn_indblkshift, SPA_BLKPTRSHIFT);
587
588         ASSERT(limit <= *start);
589
590         if (len <= iblkrange * maxblks) {
591                 *start = limit;
592                 return (0);
593         }
594         ASSERT(ISP2(iblkrange));
595
596         while (*start > limit && blkcnt < maxblks) {
597                 int err;
598
599                 /* find next allocated L1 indirect */
600                 err = dnode_next_offset(dn,
601                     DNODE_FIND_BACKWARDS, start, 2, 1, 0);
602
603                 /* if there are no more, then we are done */
604                 if (err == ESRCH) {
605                         *start = limit;
606                         return (0);
607                 } else if (err) {
608                         return (err);
609                 }
610                 blkcnt += 1;
611
612                 /* reset offset to end of "next" block back */
613                 *start = P2ALIGN(*start, iblkrange);
614                 if (*start <= limit)
615                         *start = limit;
616                 else
617                         *start -= 1;
618         }
619         return (0);
620 }
621
622 static int
623 dmu_free_long_range_impl(objset_t *os, dnode_t *dn, uint64_t offset,
624     uint64_t length, boolean_t free_dnode)
625 {
626         dmu_tx_t *tx;
627         uint64_t object_size, start, end, len;
628         boolean_t trunc = (length == DMU_OBJECT_END);
629         int align, err;
630
631         align = 1 << dn->dn_datablkshift;
632         ASSERT(align > 0);
633         object_size = align == 1 ? dn->dn_datablksz :
634             (dn->dn_maxblkid + 1) << dn->dn_datablkshift;
635
636         end = offset + length;
637         if (trunc || end > object_size)
638                 end = object_size;
639         if (end <= offset)
640                 return (0);
641         length = end - offset;
642
643         while (length) {
644                 start = end;
645                 /* assert(offset <= start) */
646                 err = get_next_chunk(dn, &start, offset);
647                 if (err)
648                         return (err);
649                 len = trunc ? DMU_OBJECT_END : end - start;
650
651                 tx = dmu_tx_create(os);
652                 dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object, start, len);
653                 err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
654                 if (err) {
655                         dmu_tx_abort(tx);
656                         return (err);
657                 }
658
659                 dnode_free_range(dn, start, trunc ? -1 : len, tx);
660
661                 if (start == 0 && free_dnode) {
662                         ASSERT(trunc);
663                         dnode_free(dn, tx);
664                 }
665
666                 length -= end - start;
667
668                 dmu_tx_commit(tx);
669                 end = start;
670         }
671         return (0);
672 }
673
674 int
675 dmu_free_long_range(objset_t *os, uint64_t object,
676     uint64_t offset, uint64_t length)
677 {
678         dnode_t *dn;
679         int err;
680
681         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
682         if (err != 0)
683                 return (err);
684         err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, offset, length, FALSE);
685         dnode_rele(dn, FTAG);
686         return (err);
687 }
688
689 int
690 dmu_free_object(objset_t *os, uint64_t object)
691 {
692         dnode_t *dn;
693         dmu_tx_t *tx;
694         int err;
695
696         err = dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED,
697             FTAG, &dn);
698         if (err != 0)
699                 return (err);
700         if (dn->dn_nlevels == 1) {
701                 tx = dmu_tx_create(os);
702                 dmu_tx_hold_bonus(tx, object);
703                 dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object, 0, DMU_OBJECT_END);
704                 err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
705                 if (err == 0) {
706                         dnode_free_range(dn, 0, DMU_OBJECT_END, tx);
707                         dnode_free(dn, tx);
708                         dmu_tx_commit(tx);
709                 } else {
710                         dmu_tx_abort(tx);
711                 }
712         } else {
713                 err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, 0, DMU_OBJECT_END, TRUE);
714         }
715         dnode_rele(dn, FTAG);
716         return (err);
717 }
718
719 int
720 dmu_free_range(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
721     uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
722 {
723         dnode_t *dn;
724         int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
725         if (err)
726                 return (err);
727         ASSERT(offset < UINT64_MAX);
728         ASSERT(size == -1ULL || size <= UINT64_MAX - offset);
729         dnode_free_range(dn, offset, size, tx);
730         dnode_rele(dn, FTAG);
731         return (0);
732 }
733
734 int
735 dmu_read(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
736     void *buf, uint32_t flags)
737 {
738         dnode_t *dn;
739         dmu_buf_t **dbp;
740         int numbufs, err;
741
742         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
743         if (err)
744                 return (err);
745
746         /*
747          * Deal with odd block sizes, where there can't be data past the first
748          * block.  If we ever do the tail block optimization, we will need to
749          * handle that here as well.
750          */
751         if (dn->dn_maxblkid == 0) {
752                 int newsz = offset > dn->dn_datablksz ? 0 :
753                     MIN(size, dn->dn_datablksz - offset);
754                 bzero((char *)buf + newsz, size - newsz);
755                 size = newsz;
756         }
757
758         while (size > 0) {
759                 uint64_t mylen = MIN(size, DMU_MAX_ACCESS / 2);
760                 int i;
761
762                 /*
763                  * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
764                  * to be reading in parallel.
765                  */
766                 err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, mylen,
767                     TRUE, FTAG, &numbufs, &dbp, flags);
768                 if (err)
769                         break;
770
771                 for (i = 0; i < numbufs; i++) {
772                         int tocpy;
773                         int bufoff;
774                         dmu_buf_t *db = dbp[i];
775
776                         ASSERT(size > 0);
777
778                         bufoff = offset - db->db_offset;
779                         tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
780
781                         bcopy((char *)db->db_data + bufoff, buf, tocpy);
782
783                         offset += tocpy;
784                         size -= tocpy;
785                         buf = (char *)buf + tocpy;
786                 }
787                 dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
788         }
789         dnode_rele(dn, FTAG);
790         return (err);
791 }
792
793 void
794 dmu_write(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
795     const void *buf, dmu_tx_t *tx)
796 {
797         dmu_buf_t **dbp;
798         int numbufs, i;
799
800         if (size == 0)
801                 return;
802
803         VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
804             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
805
806         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
807                 int tocpy;
808                 int bufoff;
809                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
810
811                 ASSERT(size > 0);
812
813                 bufoff = offset - db->db_offset;
814                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
815
816                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
817
818                 if (tocpy == db->db_size)
819                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
820                 else
821                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
822
823                 bcopy(buf, (char *)db->db_data + bufoff, tocpy);
824
825                 if (tocpy == db->db_size)
826                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
827
828                 offset += tocpy;
829                 size -= tocpy;
830                 buf = (char *)buf + tocpy;
831         }
832         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
833 }
834
835 void
836 dmu_prealloc(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
837     dmu_tx_t *tx)
838 {
839         dmu_buf_t **dbp;
840         int numbufs, i;
841
842         if (size == 0)
843                 return;
844
845         VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
846             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
847
848         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
849                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
850
851                 dmu_buf_will_not_fill(db, tx);
852         }
853         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
854 }
855
856 /*
857  * DMU support for xuio
858  */
859 kstat_t *xuio_ksp = NULL;
860
861 int
862 dmu_xuio_init(xuio_t *xuio, int nblk)
863 {
864         dmu_xuio_t *priv;
865         uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
866
867         uio->uio_iovcnt = nblk;
868         uio->uio_iov = kmem_zalloc(nblk * sizeof (iovec_t), KM_SLEEP);
869
870         priv = kmem_zalloc(sizeof (dmu_xuio_t), KM_SLEEP);
871         priv->cnt = nblk;
872         priv->bufs = kmem_zalloc(nblk * sizeof (arc_buf_t *), KM_SLEEP);
873         priv->iovp = uio->uio_iov;
874         XUIO_XUZC_PRIV(xuio) = priv;
875
876         if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
877                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_rbuf, nblk);
878         else
879                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_wbuf, nblk);
880
881         return (0);
882 }
883
884 void
885 dmu_xuio_fini(xuio_t *xuio)
886 {
887         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
888         int nblk = priv->cnt;
889
890         kmem_free(priv->iovp, nblk * sizeof (iovec_t));
891         kmem_free(priv->bufs, nblk * sizeof (arc_buf_t *));
892         kmem_free(priv, sizeof (dmu_xuio_t));
893
894         if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
895                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_rbuf, -nblk);
896         else
897                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_wbuf, -nblk);
898 }
899
900 /*
901  * Initialize iov[priv->next] and priv->bufs[priv->next] with { off, n, abuf }
902  * and increase priv->next by 1.
903  */
904 int
905 dmu_xuio_add(xuio_t *xuio, arc_buf_t *abuf, offset_t off, size_t n)
906 {
907         struct iovec *iov;
908         uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
909         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
910         int i = priv->next++;
911
912         ASSERT(i < priv->cnt);
913         ASSERT(off + n <= arc_buf_size(abuf));
914         iov = uio->uio_iov + i;
915         iov->iov_base = (char *)abuf->b_data + off;
916         iov->iov_len = n;
917         priv->bufs[i] = abuf;
918         return (0);
919 }
920
921 int
922 dmu_xuio_cnt(xuio_t *xuio)
923 {
924         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
925         return (priv->cnt);
926 }
927
928 arc_buf_t *
929 dmu_xuio_arcbuf(xuio_t *xuio, int i)
930 {
931         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
932
933         ASSERT(i < priv->cnt);
934         return (priv->bufs[i]);
935 }
936
937 void
938 dmu_xuio_clear(xuio_t *xuio, int i)
939 {
940         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
941
942         ASSERT(i < priv->cnt);
943         priv->bufs[i] = NULL;
944 }
945
946 static void
947 xuio_stat_init(void)
948 {
949         xuio_ksp = kstat_create("zfs", 0, "xuio_stats", "misc",
950             KSTAT_TYPE_NAMED, sizeof (xuio_stats) / sizeof (kstat_named_t),
951             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
952         if (xuio_ksp != NULL) {
953                 xuio_ksp->ks_data = &xuio_stats;
954                 kstat_install(xuio_ksp);
955         }
956 }
957
958 static void
959 xuio_stat_fini(void)
960 {
961         if (xuio_ksp != NULL) {
962                 kstat_delete(xuio_ksp);
963                 xuio_ksp = NULL;
964         }
965 }
966
967 void
968 xuio_stat_wbuf_copied()
969 {
970         XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_copied);
971 }
972
973 void
974 xuio_stat_wbuf_nocopy()
975 {
976         XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_nocopy);
977 }
978
979 #ifdef _KERNEL
980 int
981 dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
982 {
983         dmu_buf_t **dbp;
984         int numbufs, i, err;
985         xuio_t *xuio = NULL;
986
987         /*
988          * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
989          * to be reading in parallel.
990          */
991         err = dmu_buf_hold_array(os, object, uio->uio_loffset, size, TRUE, FTAG,
992             &numbufs, &dbp);
993         if (err)
994                 return (err);
995
996 #ifdef UIO_XUIO
997         if (uio->uio_extflg == UIO_XUIO)
998                 xuio = (xuio_t *)uio;
999 #endif
1000
1001         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1002                 int tocpy;
1003                 int bufoff;
1004                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1005
1006                 ASSERT(size > 0);
1007
1008                 bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
1009                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1010
1011                 if (xuio) {
1012                         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
1013                         arc_buf_t *dbuf_abuf = dbi->db_buf;
1014                         arc_buf_t *abuf = dbuf_loan_arcbuf(dbi);
1015                         err = dmu_xuio_add(xuio, abuf, bufoff, tocpy);
1016                         if (!err) {
1017                                 uio->uio_resid -= tocpy;
1018                                 uio->uio_loffset += tocpy;
1019                         }
1020
1021                         if (abuf == dbuf_abuf)
1022                                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_rbuf_nocopy);
1023                         else
1024                                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_rbuf_copied);
1025                 } else {
1026                         err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
1027                             UIO_READ, uio);
1028                 }
1029                 if (err)
1030                         break;
1031
1032                 size -= tocpy;
1033         }
1034         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1035
1036         return (err);
1037 }
1038
1039 static int
1040 dmu_write_uio_dnode(dnode_t *dn, uio_t *uio, uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
1041 {
1042         dmu_buf_t **dbp;
1043         int numbufs;
1044         int err = 0;
1045         int i;
1046
1047         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, uio->uio_loffset, size,
1048             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp, DMU_READ_PREFETCH);
1049         if (err)
1050                 return (err);
1051
1052         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1053                 int tocpy;
1054                 int bufoff;
1055                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1056
1057                 ASSERT(size > 0);
1058
1059                 bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
1060                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1061
1062                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1063
1064                 if (tocpy == db->db_size)
1065                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1066                 else
1067                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1068
1069                 /*
1070                  * XXX uiomove could block forever (eg. nfs-backed
1071                  * pages).  There needs to be a uiolockdown() function
1072                  * to lock the pages in memory, so that uiomove won't
1073                  * block.
1074                  */
1075                 err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
1076                     UIO_WRITE, uio);
1077
1078                 if (tocpy == db->db_size)
1079                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1080
1081                 if (err)
1082                         break;
1083
1084                 size -= tocpy;
1085         }
1086
1087         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1088         return (err);
1089 }
1090
1091 int
1092 dmu_write_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, uio_t *uio, uint64_t size,
1093     dmu_tx_t *tx)
1094 {
1095         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zdb;
1096         dnode_t *dn;
1097         int err;
1098
1099         if (size == 0)
1100                 return (0);
1101
1102         DB_DNODE_ENTER(db);
1103         dn = DB_DNODE(db);
1104         err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
1105         DB_DNODE_EXIT(db);
1106
1107         return (err);
1108 }
1109
1110 int
1111 dmu_write_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size,
1112     dmu_tx_t *tx)
1113 {
1114         dnode_t *dn;
1115         int err;
1116
1117         if (size == 0)
1118                 return (0);
1119
1120         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1121         if (err)
1122                 return (err);
1123
1124         err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
1125
1126         dnode_rele(dn, FTAG);
1127
1128         return (err);
1129 }
1130
1131 #ifdef sun
1132 int
1133 dmu_write_pages(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1134     page_t *pp, dmu_tx_t *tx)
1135 {
1136         dmu_buf_t **dbp;
1137         int numbufs, i;
1138         int err;
1139
1140         if (size == 0)
1141                 return (0);
1142
1143         err = dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
1144             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp);
1145         if (err)
1146                 return (err);
1147
1148         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1149                 int tocpy, copied, thiscpy;
1150                 int bufoff;
1151                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1152                 caddr_t va;
1153
1154                 ASSERT(size > 0);
1155                 ASSERT3U(db->db_size, >=, PAGESIZE);
1156
1157                 bufoff = offset - db->db_offset;
1158                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1159
1160                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1161
1162                 if (tocpy == db->db_size)
1163                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1164                 else
1165                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1166
1167                 for (copied = 0; copied < tocpy; copied += PAGESIZE) {
1168                         ASSERT3U(pp->p_offset, ==, db->db_offset + bufoff);
1169                         thiscpy = MIN(PAGESIZE, tocpy - copied);
1170                         va = zfs_map_page(pp, S_READ);
1171                         bcopy(va, (char *)db->db_data + bufoff, thiscpy);
1172                         zfs_unmap_page(pp, va);
1173                         pp = pp->p_next;
1174                         bufoff += PAGESIZE;
1175                 }
1176
1177                 if (tocpy == db->db_size)
1178                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1179
1180                 offset += tocpy;
1181                 size -= tocpy;
1182         }
1183         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1184         return (err);
1185 }
1186 #endif  /* sun */
1187 #endif
1188
1189 /*
1190  * Allocate a loaned anonymous arc buffer.
1191  */
1192 arc_buf_t *
1193 dmu_request_arcbuf(dmu_buf_t *handle, int size)
1194 {
1195         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)handle;
1196         spa_t *spa;
1197
1198         DB_GET_SPA(&spa, db);
1199         return (arc_loan_buf(spa, size));
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Free a loaned arc buffer.
1204  */
1205 void
1206 dmu_return_arcbuf(arc_buf_t *buf)
1207 {
1208         arc_return_buf(buf, FTAG);
1209         VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, FTAG));
1210 }
1211
1212 /*
1213  * When possible directly assign passed loaned arc buffer to a dbuf.
1214  * If this is not possible copy the contents of passed arc buf via
1215  * dmu_write().
1216  */
1217 void
1218 dmu_assign_arcbuf(dmu_buf_t *handle, uint64_t offset, arc_buf_t *buf,
1219     dmu_tx_t *tx)
1220 {
1221         dmu_buf_impl_t *dbuf = (dmu_buf_impl_t *)handle;
1222         dnode_t *dn;
1223         dmu_buf_impl_t *db;
1224         uint32_t blksz = (uint32_t)arc_buf_size(buf);
1225         uint64_t blkid;
1226
1227         DB_DNODE_ENTER(dbuf);
1228         dn = DB_DNODE(dbuf);
1229         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1230         blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
1231         VERIFY((db = dbuf_hold(dn, blkid, FTAG)) != NULL);
1232         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1233         DB_DNODE_EXIT(dbuf);
1234
1235         if (offset == db->db.db_offset && blksz == db->db.db_size) {
1236                 dbuf_assign_arcbuf(db, buf, tx);
1237                 dbuf_rele(db, FTAG);
1238         } else {
1239                 objset_t *os;
1240                 uint64_t object;
1241
1242                 DB_DNODE_ENTER(dbuf);
1243                 dn = DB_DNODE(dbuf);
1244                 os = dn->dn_objset;
1245                 object = dn->dn_object;
1246                 DB_DNODE_EXIT(dbuf);
1247
1248                 dbuf_rele(db, FTAG);
1249                 dmu_write(os, object, offset, blksz, buf->b_data, tx);
1250                 dmu_return_arcbuf(buf);
1251                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_copied);
1252         }
1253 }
1254
1255 typedef struct {
1256         dbuf_dirty_record_t     *dsa_dr;
1257         dmu_sync_cb_t           *dsa_done;
1258         zgd_t                   *dsa_zgd;
1259         dmu_tx_t                *dsa_tx;
1260 } dmu_sync_arg_t;
1261
1262 /* ARGSUSED */
1263 static void
1264 dmu_sync_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
1265 {
1266         dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
1267         dmu_buf_t *db = dsa->dsa_zgd->zgd_db;
1268         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1269
1270         if (zio->io_error == 0) {
1271                 if (BP_IS_HOLE(bp)) {
1272                         /*
1273                          * A block of zeros may compress to a hole, but the
1274                          * block size still needs to be known for replay.
1275                          */
1276                         BP_SET_LSIZE(bp, db->db_size);
1277                 } else {
1278                         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
1279                         bp->blk_fill = 1;
1280                 }
1281         }
1282 }
1283
1284 static void
1285 dmu_sync_late_arrival_ready(zio_t *zio)
1286 {
1287         dmu_sync_ready(zio, NULL, zio->io_private);
1288 }
1289
1290 /* ARGSUSED */
1291 static void
1292 dmu_sync_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
1293 {
1294         dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
1295         dbuf_dirty_record_t *dr = dsa->dsa_dr;
1296         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1297
1298         mutex_enter(&db->db_mtx);
1299         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC);
1300         if (zio->io_error == 0) {
1301                 dr->dt.dl.dr_nopwrite = !!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE);
1302                 if (dr->dt.dl.dr_nopwrite) {
1303                         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1304                         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
1305                         uint8_t chksum = BP_GET_CHECKSUM(bp_orig);
1306
1307                         ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1308                         ASSERT(zio->io_prop.zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
1309                         ASSERT(zio_checksum_table[chksum].ci_dedup);
1310                 }
1311                 dr->dt.dl.dr_overridden_by = *zio->io_bp;
1312                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1313                 dr->dt.dl.dr_copies = zio->io_prop.zp_copies;
1314                 if (BP_IS_HOLE(&dr->dt.dl.dr_overridden_by))
1315                         BP_ZERO(&dr->dt.dl.dr_overridden_by);
1316         } else {
1317                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1318         }
1319         cv_broadcast(&db->db_changed);
1320         mutex_exit(&db->db_mtx);
1321
1322         dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
1323
1324         kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
1325 }
1326
1327 static void
1328 dmu_sync_late_arrival_done(zio_t *zio)
1329 {
1330         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1331         dmu_sync_arg_t *dsa = zio->io_private;
1332         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
1333
1334         if (zio->io_error == 0 && !BP_IS_HOLE(bp)) {
1335                 /*
1336                  * If we didn't allocate a new block (i.e. ZIO_FLAG_NOPWRITE)
1337                  * then there is nothing to do here. Otherwise, free the
1338                  * newly allocated block in this txg.
1339                  */
1340                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE) {
1341                         ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1342                 } else {
1343                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp_orig) || !BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1344                         ASSERT(zio->io_bp->blk_birth == zio->io_txg);
1345                         ASSERT(zio->io_txg > spa_syncing_txg(zio->io_spa));
1346                         zio_free(zio->io_spa, zio->io_txg, zio->io_bp);
1347                 }
1348         }
1349
1350         dmu_tx_commit(dsa->dsa_tx);
1351
1352         dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
1353
1354         kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
1355 }
1356
1357 static int
1358 dmu_sync_late_arrival(zio_t *pio, objset_t *os, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd,
1359     zio_prop_t *zp, zbookmark_t *zb)
1360 {
1361         dmu_sync_arg_t *dsa;
1362         dmu_tx_t *tx;
1363
1364         tx = dmu_tx_create(os);
1365         dmu_tx_hold_space(tx, zgd->zgd_db->db_size);
1366         if (dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT) != 0) {
1367                 dmu_tx_abort(tx);
1368                 /* Make zl_get_data do txg_waited_synced() */
1369                 return (SET_ERROR(EIO));
1370         }
1371
1372         dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1373         dsa->dsa_dr = NULL;
1374         dsa->dsa_done = done;
1375         dsa->dsa_zgd = zgd;
1376         dsa->dsa_tx = tx;
1377
1378         zio_nowait(zio_write(pio, os->os_spa, dmu_tx_get_txg(tx), zgd->zgd_bp,
1379             zgd->zgd_db->db_data, zgd->zgd_db->db_size, zp,
1380             dmu_sync_late_arrival_ready, dmu_sync_late_arrival_done, dsa,
1381             ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, zb));
1382
1383         return (0);
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Intent log support: sync the block associated with db to disk.
1388  * N.B. and XXX: the caller is responsible for making sure that the
1389  * data isn't changing while dmu_sync() is writing it.
1390  *
1391  * Return values:
1392  *
1393  *      EEXIST: this txg has already been synced, so there's nothing to do.
1394  *              The caller should not log the write.
1395  *
1396  *      ENOENT: the block was dbuf_free_range()'d, so there's nothing to do.
1397  *              The caller should not log the write.
1398  *
1399  *      EALREADY: this block is already in the process of being synced.
1400  *              The caller should track its progress (somehow).
1401  *
1402  *      EIO: could not do the I/O.
1403  *              The caller should do a txg_wait_synced().
1404  *
1405  *      0: the I/O has been initiated.
1406  *              The caller should log this blkptr in the done callback.
1407  *              It is possible that the I/O will fail, in which case
1408  *              the error will be reported to the done callback and
1409  *              propagated to pio from zio_done().
1410  */
1411 int
1412 dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
1413 {
1414         blkptr_t *bp = zgd->zgd_bp;
1415         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zgd->zgd_db;
1416         objset_t *os = db->db_objset;
1417         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1418         dbuf_dirty_record_t *dr;
1419         dmu_sync_arg_t *dsa;
1420         zbookmark_t zb;
1421         zio_prop_t zp;
1422         dnode_t *dn;
1423
1424         ASSERT(pio != NULL);
1425         ASSERT(txg != 0);
1426
1427         SET_BOOKMARK(&zb, ds->ds_object,
1428             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1429
1430         DB_DNODE_ENTER(db);
1431         dn = DB_DNODE(db);
1432         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, WP_DMU_SYNC, &zp);
1433         DB_DNODE_EXIT(db);
1434
1435         /*
1436          * If we're frozen (running ziltest), we always need to generate a bp.
1437          */
1438         if (txg > spa_freeze_txg(os->os_spa))
1439                 return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
1440
1441         /*
1442          * Grabbing db_mtx now provides a barrier between dbuf_sync_leaf()
1443          * and us.  If we determine that this txg is not yet syncing,
1444          * but it begins to sync a moment later, that's OK because the
1445          * sync thread will block in dbuf_sync_leaf() until we drop db_mtx.
1446          */
1447         mutex_enter(&db->db_mtx);
1448
1449         if (txg <= spa_last_synced_txg(os->os_spa)) {
1450                 /*
1451                  * This txg has already synced.  There's nothing to do.
1452                  */
1453                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1454                 return (SET_ERROR(EEXIST));
1455         }
1456
1457         if (txg <= spa_syncing_txg(os->os_spa)) {
1458                 /*
1459                  * This txg is currently syncing, so we can't mess with
1460                  * the dirty record anymore; just write a new log block.
1461                  */
1462                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1463                 return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
1464         }
1465
1466         dr = db->db_last_dirty;
1467         while (dr && dr->dr_txg != txg)
1468                 dr = dr->dr_next;
1469
1470         if (dr == NULL) {
1471                 /*
1472                  * There's no dr for this dbuf, so it must have been freed.
1473                  * There's no need to log writes to freed blocks, so we're done.
1474                  */
1475                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1476                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1477         }
1478
1479         ASSERT(dr->dr_next == NULL || dr->dr_next->dr_txg < txg);
1480
1481         /*
1482          * Assume the on-disk data is X, the current syncing data is Y,
1483          * and the current in-memory data is Z (currently in dmu_sync).
1484          * X and Z are identical but Y is has been modified. Normally,
1485          * when X and Z are the same we will perform a nopwrite but if Y
1486          * is different we must disable nopwrite since the resulting write
1487          * of Y to disk can free the block containing X. If we allowed a
1488          * nopwrite to occur the block pointing to Z would reference a freed
1489          * block. Since this is a rare case we simplify this by disabling
1490          * nopwrite if the current dmu_sync-ing dbuf has been modified in
1491          * a previous transaction.
1492          */
1493         if (dr->dr_next)
1494                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
1495
1496         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1497         if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC ||
1498             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
1499                 /*
1500                  * We have already issued a sync write for this buffer,
1501                  * or this buffer has already been synced.  It could not
1502                  * have been dirtied since, or we would have cleared the state.
1503                  */
1504                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1505                 return (SET_ERROR(EALREADY));
1506         }
1507
1508         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
1509         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_IN_DMU_SYNC;
1510         mutex_exit(&db->db_mtx);
1511
1512         dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1513         dsa->dsa_dr = dr;
1514         dsa->dsa_done = done;
1515         dsa->dsa_zgd = zgd;
1516         dsa->dsa_tx = NULL;
1517
1518         zio_nowait(arc_write(pio, os->os_spa, txg,
1519             bp, dr->dt.dl.dr_data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
1520             DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db), &zp, dmu_sync_ready, dmu_sync_done,
1521             dsa, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, &zb));
1522
1523         return (0);
1524 }
1525
1526 int
1527 dmu_object_set_blocksize(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t size, int ibs,
1528         dmu_tx_t *tx)
1529 {
1530         dnode_t *dn;
1531         int err;
1532
1533         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1534         if (err)
1535                 return (err);
1536         err = dnode_set_blksz(dn, size, ibs, tx);
1537         dnode_rele(dn, FTAG);
1538         return (err);
1539 }
1540
1541 void
1542 dmu_object_set_checksum(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t checksum,
1543         dmu_tx_t *tx)
1544 {
1545         dnode_t *dn;
1546
1547         /* XXX assumes dnode_hold will not get an i/o error */
1548         (void) dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1549         ASSERT(checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
1550         dn->dn_checksum = checksum;
1551         dnode_setdirty(dn, tx);
1552         dnode_rele(dn, FTAG);
1553 }
1554
1555 void
1556 dmu_object_set_compress(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t compress,
1557         dmu_tx_t *tx)
1558 {
1559         dnode_t *dn;
1560
1561         /* XXX assumes dnode_hold will not get an i/o error */
1562         (void) dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1563         ASSERT(compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS);
1564         dn->dn_compress = compress;
1565         dnode_setdirty(dn, tx);
1566         dnode_rele(dn, FTAG);
1567 }
1568
1569 int zfs_mdcomp_disable = 0;
1570 TUNABLE_INT("vfs.zfs.mdcomp_disable", &zfs_mdcomp_disable);
1571 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, mdcomp_disable, CTLFLAG_RW,
1572     &zfs_mdcomp_disable, 0, "Disable metadata compression");
1573
1574 void
1575 dmu_write_policy(objset_t *os, dnode_t *dn, int level, int wp, zio_prop_t *zp)
1576 {
1577         dmu_object_type_t type = dn ? dn->dn_type : DMU_OT_OBJSET;
1578         boolean_t ismd = (level > 0 || DMU_OT_IS_METADATA(type) ||
1579             (wp & WP_SPILL));
1580         enum zio_checksum checksum = os->os_checksum;
1581         enum zio_compress compress = os->os_compress;
1582         enum zio_checksum dedup_checksum = os->os_dedup_checksum;
1583         boolean_t dedup = B_FALSE;
1584         boolean_t nopwrite = B_FALSE;
1585         boolean_t dedup_verify = os->os_dedup_verify;
1586         int copies = os->os_copies;
1587
1588         /*
1589          * We maintain different write policies for each of the following
1590          * types of data:
1591          *       1. metadata
1592          *       2. preallocated blocks (i.e. level-0 blocks of a dump device)
1593          *       3. all other level 0 blocks
1594          */
1595         if (ismd) {
1596                 /*
1597                  * XXX -- we should design a compression algorithm
1598                  * that specializes in arrays of bps.
1599                  */
1600                 compress = zfs_mdcomp_disable ? ZIO_COMPRESS_EMPTY :
1601                     ZIO_COMPRESS_LZJB;
1602
1603                 /*
1604                  * Metadata always gets checksummed.  If the data
1605                  * checksum is multi-bit correctable, and it's not a
1606                  * ZBT-style checksum, then it's suitable for metadata
1607                  * as well.  Otherwise, the metadata checksum defaults
1608                  * to fletcher4.
1609                  */
1610                 if (zio_checksum_table[checksum].ci_correctable < 1 ||
1611                     zio_checksum_table[checksum].ci_eck)
1612                         checksum = ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4;
1613         } else if (wp & WP_NOFILL) {
1614                 ASSERT(level == 0);
1615
1616                 /*
1617                  * If we're writing preallocated blocks, we aren't actually
1618                  * writing them so don't set any policy properties.  These
1619                  * blocks are currently only used by an external subsystem
1620                  * outside of zfs (i.e. dump) and not written by the zio
1621                  * pipeline.
1622                  */
1623                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1624                 checksum = ZIO_CHECKSUM_OFF;
1625         } else {
1626                 compress = zio_compress_select(dn->dn_compress, compress);
1627
1628                 checksum = (dedup_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF) ?
1629                     zio_checksum_select(dn->dn_checksum, checksum) :
1630                     dedup_checksum;
1631
1632                 /*
1633                  * Determine dedup setting.  If we are in dmu_sync(),
1634                  * we won't actually dedup now because that's all
1635                  * done in syncing context; but we do want to use the
1636                  * dedup checkum.  If the checksum is not strong
1637                  * enough to ensure unique signatures, force
1638                  * dedup_verify.
1639                  */
1640                 if (dedup_checksum != ZIO_CHECKSUM_OFF) {
1641                         dedup = (wp & WP_DMU_SYNC) ? B_FALSE : B_TRUE;
1642                         if (!zio_checksum_table[checksum].ci_dedup)
1643                                 dedup_verify = B_TRUE;
1644                 }
1645
1646                 /*
1647                  * Enable nopwrite if we have a cryptographically secure
1648                  * checksum that has no known collisions (i.e. SHA-256)
1649                  * and compression is enabled.  We don't enable nopwrite if
1650                  * dedup is enabled as the two features are mutually exclusive.
1651                  */
1652                 nopwrite = (!dedup && zio_checksum_table[checksum].ci_dedup &&
1653                     compress != ZIO_COMPRESS_OFF && zfs_nopwrite_enabled);
1654         }
1655
1656         zp->zp_checksum = checksum;
1657         zp->zp_compress = compress;
1658         zp->zp_type = (wp & WP_SPILL) ? dn->dn_bonustype : type;
1659         zp->zp_level = level;
1660         zp->zp_copies = MIN(copies + ismd, spa_max_replication(os->os_spa));
1661         zp->zp_dedup = dedup;
1662         zp->zp_dedup_verify = dedup && dedup_verify;
1663         zp->zp_nopwrite = nopwrite;
1664 }
1665
1666 int
1667 dmu_offset_next(objset_t *os, uint64_t object, boolean_t hole, uint64_t *off)
1668 {
1669         dnode_t *dn;
1670         int i, err;
1671
1672         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1673         if (err)
1674                 return (err);
1675         /*
1676          * Sync any current changes before
1677          * we go trundling through the block pointers.
1678          */
1679         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1680                 if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]))
1681                         break;
1682         }
1683         if (i != TXG_SIZE) {
1684                 dnode_rele(dn, FTAG);
1685                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
1686                 err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1687                 if (err)
1688                         return (err);
1689         }
1690
1691         err = dnode_next_offset(dn, (hole ? DNODE_FIND_HOLE : 0), off, 1, 1, 0);
1692         dnode_rele(dn, FTAG);
1693
1694         return (err);
1695 }
1696
1697 void
1698 dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
1699 {
1700         dnode_phys_t *dnp;
1701
1702         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1703         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1704
1705         dnp = dn->dn_phys;
1706
1707         doi->doi_data_block_size = dn->dn_datablksz;
1708         doi->doi_metadata_block_size = dn->dn_indblkshift ?
1709             1ULL << dn->dn_indblkshift : 0;
1710         doi->doi_type = dn->dn_type;
1711         doi->doi_bonus_type = dn->dn_bonustype;
1712         doi->doi_bonus_size = dn->dn_bonuslen;
1713         doi->doi_indirection = dn->dn_nlevels;
1714         doi->doi_checksum = dn->dn_checksum;
1715         doi->doi_compress = dn->dn_compress;
1716         doi->doi_physical_blocks_512 = (DN_USED_BYTES(dnp) + 256) >> 9;
1717         doi->doi_max_offset = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
1718         doi->doi_fill_count = 0;
1719         for (int i = 0; i < dnp->dn_nblkptr; i++)
1720                 doi->doi_fill_count += dnp->dn_blkptr[i].blk_fill;
1721
1722         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1723         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1724 }
1725
1726 /*
1727  * Get information on a DMU object.
1728  * If doi is NULL, just indicates whether the object exists.
1729  */
1730 int
1731 dmu_object_info(objset_t *os, uint64_t object, dmu_object_info_t *doi)
1732 {
1733         dnode_t *dn;
1734         int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1735
1736         if (err)
1737                 return (err);
1738
1739         if (doi != NULL)
1740                 dmu_object_info_from_dnode(dn, doi);
1741
1742         dnode_rele(dn, FTAG);
1743         return (0);
1744 }
1745
1746 /*
1747  * As above, but faster; can be used when you have a held dbuf in hand.
1748  */
1749 void
1750 dmu_object_info_from_db(dmu_buf_t *db_fake, dmu_object_info_t *doi)
1751 {
1752         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1753
1754         DB_DNODE_ENTER(db);
1755         dmu_object_info_from_dnode(DB_DNODE(db), doi);
1756         DB_DNODE_EXIT(db);
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Faster still when you only care about the size.
1761  * This is specifically optimized for zfs_getattr().
1762  */
1763 void
1764 dmu_object_size_from_db(dmu_buf_t *db_fake, uint32_t *blksize,
1765     u_longlong_t *nblk512)
1766 {
1767         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1768         dnode_t *dn;
1769
1770         DB_DNODE_ENTER(db);
1771         dn = DB_DNODE(db);
1772
1773         *blksize = dn->dn_datablksz;
1774         /* add 1 for dnode space */
1775         *nblk512 = ((DN_USED_BYTES(dn->dn_phys) + SPA_MINBLOCKSIZE/2) >>
1776             SPA_MINBLOCKSHIFT) + 1;
1777         DB_DNODE_EXIT(db);
1778 }
1779
1780 void
1781 byteswap_uint64_array(void *vbuf, size_t size)
1782 {
1783         uint64_t *buf = vbuf;
1784         size_t count = size >> 3;
1785         int i;
1786
1787         ASSERT((size & 7) == 0);
1788
1789         for (i = 0; i < count; i++)
1790                 buf[i] = BSWAP_64(buf[i]);
1791 }
1792
1793 void
1794 byteswap_uint32_array(void *vbuf, size_t size)
1795 {
1796         uint32_t *buf = vbuf;
1797         size_t count = size >> 2;
1798         int i;
1799
1800         ASSERT((size & 3) == 0);
1801
1802         for (i = 0; i < count; i++)
1803                 buf[i] = BSWAP_32(buf[i]);
1804 }
1805
1806 void
1807 byteswap_uint16_array(void *vbuf, size_t size)
1808 {
1809         uint16_t *buf = vbuf;
1810         size_t count = size >> 1;
1811         int i;
1812
1813         ASSERT((size & 1) == 0);
1814
1815         for (i = 0; i < count; i++)
1816                 buf[i] = BSWAP_16(buf[i]);
1817 }
1818
1819 /* ARGSUSED */
1820 void
1821 byteswap_uint8_array(void *vbuf, size_t size)
1822 {
1823 }
1824
1825 void
1826 dmu_init(void)
1827 {
1828         zfs_dbgmsg_init();
1829         sa_cache_init();
1830         xuio_stat_init();
1831         dmu_objset_init();
1832         dnode_init();
1833         dbuf_init();
1834         zfetch_init();
1835         l2arc_init();
1836         arc_init();
1837 }
1838
1839 void
1840 dmu_fini(void)
1841 {
1842         arc_fini(); /* arc depends on l2arc, so arc must go first */
1843         l2arc_fini();
1844         zfetch_fini();
1845         dbuf_fini();
1846         dnode_fini();
1847         dmu_objset_fini();
1848         xuio_stat_fini();
1849         sa_cache_fini();
1850         zfs_dbgmsg_fini();
1851 }