]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dmu.c
Copy head (r256279) to stable/10 as part of the 10.0-RELEASE cycle.
[FreeBSD/stable/10.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 /* Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved. */
26 /* Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. 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  * On input, *start should be the first offset that does not need to be
580  * freed (e.g. "offset + length").  On return, *start will be the first
581  * offset that should be freed.
582  */
583 static int
584 get_next_chunk(dnode_t *dn, uint64_t *start, uint64_t minimum)
585 {
586         uint64_t maxblks = DMU_MAX_ACCESS >> (dn->dn_indblkshift + 1);
587         /* bytes of data covered by a level-1 indirect block */
588         uint64_t iblkrange =
589             dn->dn_datablksz * EPB(dn->dn_indblkshift, SPA_BLKPTRSHIFT);
590
591         ASSERT3U(minimum, <=, *start);
592
593         if (*start - minimum <= iblkrange * maxblks) {
594                 *start = minimum;
595                 return (0);
596         }
597         ASSERT(ISP2(iblkrange));
598
599         for (uint64_t blks = 0; *start > minimum && blks < maxblks; blks++) {
600                 int err;
601
602                 /*
603                  * dnode_next_offset(BACKWARDS) will find an allocated L1
604                  * indirect block at or before the input offset.  We must
605                  * decrement *start so that it is at the end of the region
606                  * to search.
607                  */
608                 (*start)--;
609                 err = dnode_next_offset(dn,
610                     DNODE_FIND_BACKWARDS, start, 2, 1, 0);
611
612                 /* if there are no indirect blocks before start, we are done */
613                 if (err == ESRCH) {
614                         *start = minimum;
615                         break;
616                 } else if (err != 0) {
617                         return (err);
618                 }
619
620                 /* set start to the beginning of this L1 indirect */
621                 *start = P2ALIGN(*start, iblkrange);
622         }
623         if (*start < minimum)
624                 *start = minimum;
625         return (0);
626 }
627
628 static int
629 dmu_free_long_range_impl(objset_t *os, dnode_t *dn, uint64_t offset,
630     uint64_t length)
631 {
632         uint64_t object_size = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
633         int err;
634
635         if (offset >= object_size)
636                 return (0);
637
638         if (length == DMU_OBJECT_END || offset + length > object_size)
639                 length = object_size - offset;
640
641         while (length != 0) {
642                 uint64_t chunk_end, chunk_begin;
643
644                 chunk_end = chunk_begin = offset + length;
645
646                 /* move chunk_begin backwards to the beginning of this chunk */
647                 err = get_next_chunk(dn, &chunk_begin, offset);
648                 if (err)
649                         return (err);
650                 ASSERT3U(chunk_begin, >=, offset);
651                 ASSERT3U(chunk_begin, <=, chunk_end);
652
653                 dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create(os);
654                 dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object,
655                     chunk_begin, chunk_end - chunk_begin);
656                 err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
657                 if (err) {
658                         dmu_tx_abort(tx);
659                         return (err);
660                 }
661                 dnode_free_range(dn, chunk_begin, chunk_end - chunk_begin, tx);
662                 dmu_tx_commit(tx);
663
664                 length -= chunk_end - chunk_begin;
665         }
666         return (0);
667 }
668
669 int
670 dmu_free_long_range(objset_t *os, uint64_t object,
671     uint64_t offset, uint64_t length)
672 {
673         dnode_t *dn;
674         int err;
675
676         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
677         if (err != 0)
678                 return (err);
679         err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, offset, length);
680
681         /*
682          * It is important to zero out the maxblkid when freeing the entire
683          * file, so that (a) subsequent calls to dmu_free_long_range_impl()
684          * will take the fast path, and (b) dnode_reallocate() can verify
685          * that the entire file has been freed.
686          */
687         if (offset == 0 && length == DMU_OBJECT_END)
688                 dn->dn_maxblkid = 0;
689
690         dnode_rele(dn, FTAG);
691         return (err);
692 }
693
694 int
695 dmu_free_long_object(objset_t *os, uint64_t object)
696 {
697         dmu_tx_t *tx;
698         int err;
699
700         err = dmu_free_long_range(os, object, 0, DMU_OBJECT_END);
701         if (err != 0)
702                 return (err);
703
704         tx = dmu_tx_create(os);
705         dmu_tx_hold_bonus(tx, object);
706         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
707         err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
708         if (err == 0) {
709                 err = dmu_object_free(os, object, tx);
710                 dmu_tx_commit(tx);
711         } else {
712                 dmu_tx_abort(tx);
713         }
714
715         return (err);
716 }
717
718 int
719 dmu_free_range(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
720     uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
721 {
722         dnode_t *dn;
723         int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
724         if (err)
725                 return (err);
726         ASSERT(offset < UINT64_MAX);
727         ASSERT(size == -1ULL || size <= UINT64_MAX - offset);
728         dnode_free_range(dn, offset, size, tx);
729         dnode_rele(dn, FTAG);
730         return (0);
731 }
732
733 int
734 dmu_read(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
735     void *buf, uint32_t flags)
736 {
737         dnode_t *dn;
738         dmu_buf_t **dbp;
739         int numbufs, err;
740
741         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
742         if (err)
743                 return (err);
744
745         /*
746          * Deal with odd block sizes, where there can't be data past the first
747          * block.  If we ever do the tail block optimization, we will need to
748          * handle that here as well.
749          */
750         if (dn->dn_maxblkid == 0) {
751                 int newsz = offset > dn->dn_datablksz ? 0 :
752                     MIN(size, dn->dn_datablksz - offset);
753                 bzero((char *)buf + newsz, size - newsz);
754                 size = newsz;
755         }
756
757         while (size > 0) {
758                 uint64_t mylen = MIN(size, DMU_MAX_ACCESS / 2);
759                 int i;
760
761                 /*
762                  * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
763                  * to be reading in parallel.
764                  */
765                 err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, mylen,
766                     TRUE, FTAG, &numbufs, &dbp, flags);
767                 if (err)
768                         break;
769
770                 for (i = 0; i < numbufs; i++) {
771                         int tocpy;
772                         int bufoff;
773                         dmu_buf_t *db = dbp[i];
774
775                         ASSERT(size > 0);
776
777                         bufoff = offset - db->db_offset;
778                         tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
779
780                         bcopy((char *)db->db_data + bufoff, buf, tocpy);
781
782                         offset += tocpy;
783                         size -= tocpy;
784                         buf = (char *)buf + tocpy;
785                 }
786                 dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
787         }
788         dnode_rele(dn, FTAG);
789         return (err);
790 }
791
792 void
793 dmu_write(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
794     const void *buf, dmu_tx_t *tx)
795 {
796         dmu_buf_t **dbp;
797         int numbufs, i;
798
799         if (size == 0)
800                 return;
801
802         VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
803             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
804
805         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
806                 int tocpy;
807                 int bufoff;
808                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
809
810                 ASSERT(size > 0);
811
812                 bufoff = offset - db->db_offset;
813                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
814
815                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
816
817                 if (tocpy == db->db_size)
818                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
819                 else
820                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
821
822                 bcopy(buf, (char *)db->db_data + bufoff, tocpy);
823
824                 if (tocpy == db->db_size)
825                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
826
827                 offset += tocpy;
828                 size -= tocpy;
829                 buf = (char *)buf + tocpy;
830         }
831         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
832 }
833
834 void
835 dmu_prealloc(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
836     dmu_tx_t *tx)
837 {
838         dmu_buf_t **dbp;
839         int numbufs, i;
840
841         if (size == 0)
842                 return;
843
844         VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
845             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
846
847         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
848                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
849
850                 dmu_buf_will_not_fill(db, tx);
851         }
852         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
853 }
854
855 /*
856  * DMU support for xuio
857  */
858 kstat_t *xuio_ksp = NULL;
859
860 int
861 dmu_xuio_init(xuio_t *xuio, int nblk)
862 {
863         dmu_xuio_t *priv;
864         uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
865
866         uio->uio_iovcnt = nblk;
867         uio->uio_iov = kmem_zalloc(nblk * sizeof (iovec_t), KM_SLEEP);
868
869         priv = kmem_zalloc(sizeof (dmu_xuio_t), KM_SLEEP);
870         priv->cnt = nblk;
871         priv->bufs = kmem_zalloc(nblk * sizeof (arc_buf_t *), KM_SLEEP);
872         priv->iovp = uio->uio_iov;
873         XUIO_XUZC_PRIV(xuio) = priv;
874
875         if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
876                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_rbuf, nblk);
877         else
878                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_wbuf, nblk);
879
880         return (0);
881 }
882
883 void
884 dmu_xuio_fini(xuio_t *xuio)
885 {
886         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
887         int nblk = priv->cnt;
888
889         kmem_free(priv->iovp, nblk * sizeof (iovec_t));
890         kmem_free(priv->bufs, nblk * sizeof (arc_buf_t *));
891         kmem_free(priv, sizeof (dmu_xuio_t));
892
893         if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
894                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_rbuf, -nblk);
895         else
896                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_wbuf, -nblk);
897 }
898
899 /*
900  * Initialize iov[priv->next] and priv->bufs[priv->next] with { off, n, abuf }
901  * and increase priv->next by 1.
902  */
903 int
904 dmu_xuio_add(xuio_t *xuio, arc_buf_t *abuf, offset_t off, size_t n)
905 {
906         struct iovec *iov;
907         uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
908         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
909         int i = priv->next++;
910
911         ASSERT(i < priv->cnt);
912         ASSERT(off + n <= arc_buf_size(abuf));
913         iov = uio->uio_iov + i;
914         iov->iov_base = (char *)abuf->b_data + off;
915         iov->iov_len = n;
916         priv->bufs[i] = abuf;
917         return (0);
918 }
919
920 int
921 dmu_xuio_cnt(xuio_t *xuio)
922 {
923         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
924         return (priv->cnt);
925 }
926
927 arc_buf_t *
928 dmu_xuio_arcbuf(xuio_t *xuio, int i)
929 {
930         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
931
932         ASSERT(i < priv->cnt);
933         return (priv->bufs[i]);
934 }
935
936 void
937 dmu_xuio_clear(xuio_t *xuio, int i)
938 {
939         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
940
941         ASSERT(i < priv->cnt);
942         priv->bufs[i] = NULL;
943 }
944
945 static void
946 xuio_stat_init(void)
947 {
948         xuio_ksp = kstat_create("zfs", 0, "xuio_stats", "misc",
949             KSTAT_TYPE_NAMED, sizeof (xuio_stats) / sizeof (kstat_named_t),
950             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
951         if (xuio_ksp != NULL) {
952                 xuio_ksp->ks_data = &xuio_stats;
953                 kstat_install(xuio_ksp);
954         }
955 }
956
957 static void
958 xuio_stat_fini(void)
959 {
960         if (xuio_ksp != NULL) {
961                 kstat_delete(xuio_ksp);
962                 xuio_ksp = NULL;
963         }
964 }
965
966 void
967 xuio_stat_wbuf_copied()
968 {
969         XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_copied);
970 }
971
972 void
973 xuio_stat_wbuf_nocopy()
974 {
975         XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_nocopy);
976 }
977
978 #ifdef _KERNEL
979 int
980 dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
981 {
982         dmu_buf_t **dbp;
983         int numbufs, i, err;
984         xuio_t *xuio = NULL;
985
986         /*
987          * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
988          * to be reading in parallel.
989          */
990         err = dmu_buf_hold_array(os, object, uio->uio_loffset, size, TRUE, FTAG,
991             &numbufs, &dbp);
992         if (err)
993                 return (err);
994
995 #ifdef UIO_XUIO
996         if (uio->uio_extflg == UIO_XUIO)
997                 xuio = (xuio_t *)uio;
998 #endif
999
1000         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1001                 int tocpy;
1002                 int bufoff;
1003                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1004
1005                 ASSERT(size > 0);
1006
1007                 bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
1008                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1009
1010                 if (xuio) {
1011                         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
1012                         arc_buf_t *dbuf_abuf = dbi->db_buf;
1013                         arc_buf_t *abuf = dbuf_loan_arcbuf(dbi);
1014                         err = dmu_xuio_add(xuio, abuf, bufoff, tocpy);
1015                         if (!err) {
1016                                 uio->uio_resid -= tocpy;
1017                                 uio->uio_loffset += tocpy;
1018                         }
1019
1020                         if (abuf == dbuf_abuf)
1021                                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_rbuf_nocopy);
1022                         else
1023                                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_rbuf_copied);
1024                 } else {
1025                         err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
1026                             UIO_READ, uio);
1027                 }
1028                 if (err)
1029                         break;
1030
1031                 size -= tocpy;
1032         }
1033         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1034
1035         return (err);
1036 }
1037
1038 static int
1039 dmu_write_uio_dnode(dnode_t *dn, uio_t *uio, uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
1040 {
1041         dmu_buf_t **dbp;
1042         int numbufs;
1043         int err = 0;
1044         int i;
1045
1046         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, uio->uio_loffset, size,
1047             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp, DMU_READ_PREFETCH);
1048         if (err)
1049                 return (err);
1050
1051         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1052                 int tocpy;
1053                 int bufoff;
1054                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1055
1056                 ASSERT(size > 0);
1057
1058                 bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
1059                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1060
1061                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1062
1063                 if (tocpy == db->db_size)
1064                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1065                 else
1066                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1067
1068                 /*
1069                  * XXX uiomove could block forever (eg. nfs-backed
1070                  * pages).  There needs to be a uiolockdown() function
1071                  * to lock the pages in memory, so that uiomove won't
1072                  * block.
1073                  */
1074                 err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
1075                     UIO_WRITE, uio);
1076
1077                 if (tocpy == db->db_size)
1078                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1079
1080                 if (err)
1081                         break;
1082
1083                 size -= tocpy;
1084         }
1085
1086         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1087         return (err);
1088 }
1089
1090 int
1091 dmu_write_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, uio_t *uio, uint64_t size,
1092     dmu_tx_t *tx)
1093 {
1094         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zdb;
1095         dnode_t *dn;
1096         int err;
1097
1098         if (size == 0)
1099                 return (0);
1100
1101         DB_DNODE_ENTER(db);
1102         dn = DB_DNODE(db);
1103         err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
1104         DB_DNODE_EXIT(db);
1105
1106         return (err);
1107 }
1108
1109 int
1110 dmu_write_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size,
1111     dmu_tx_t *tx)
1112 {
1113         dnode_t *dn;
1114         int err;
1115
1116         if (size == 0)
1117                 return (0);
1118
1119         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1120         if (err)
1121                 return (err);
1122
1123         err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
1124
1125         dnode_rele(dn, FTAG);
1126
1127         return (err);
1128 }
1129
1130 #ifdef sun
1131 int
1132 dmu_write_pages(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1133     page_t *pp, dmu_tx_t *tx)
1134 {
1135         dmu_buf_t **dbp;
1136         int numbufs, i;
1137         int err;
1138
1139         if (size == 0)
1140                 return (0);
1141
1142         err = dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
1143             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp);
1144         if (err)
1145                 return (err);
1146
1147         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1148                 int tocpy, copied, thiscpy;
1149                 int bufoff;
1150                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1151                 caddr_t va;
1152
1153                 ASSERT(size > 0);
1154                 ASSERT3U(db->db_size, >=, PAGESIZE);
1155
1156                 bufoff = offset - db->db_offset;
1157                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1158
1159                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1160
1161                 if (tocpy == db->db_size)
1162                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1163                 else
1164                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1165
1166                 for (copied = 0; copied < tocpy; copied += PAGESIZE) {
1167                         ASSERT3U(pp->p_offset, ==, db->db_offset + bufoff);
1168                         thiscpy = MIN(PAGESIZE, tocpy - copied);
1169                         va = zfs_map_page(pp, S_READ);
1170                         bcopy(va, (char *)db->db_data + bufoff, thiscpy);
1171                         zfs_unmap_page(pp, va);
1172                         pp = pp->p_next;
1173                         bufoff += PAGESIZE;
1174                 }
1175
1176                 if (tocpy == db->db_size)
1177                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1178
1179                 offset += tocpy;
1180                 size -= tocpy;
1181         }
1182         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1183         return (err);
1184 }
1185 #endif  /* sun */
1186 #endif
1187
1188 /*
1189  * Allocate a loaned anonymous arc buffer.
1190  */
1191 arc_buf_t *
1192 dmu_request_arcbuf(dmu_buf_t *handle, int size)
1193 {
1194         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)handle;
1195         spa_t *spa;
1196
1197         DB_GET_SPA(&spa, db);
1198         return (arc_loan_buf(spa, size));
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Free a loaned arc buffer.
1203  */
1204 void
1205 dmu_return_arcbuf(arc_buf_t *buf)
1206 {
1207         arc_return_buf(buf, FTAG);
1208         VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, FTAG));
1209 }
1210
1211 /*
1212  * When possible directly assign passed loaned arc buffer to a dbuf.
1213  * If this is not possible copy the contents of passed arc buf via
1214  * dmu_write().
1215  */
1216 void
1217 dmu_assign_arcbuf(dmu_buf_t *handle, uint64_t offset, arc_buf_t *buf,
1218     dmu_tx_t *tx)
1219 {
1220         dmu_buf_impl_t *dbuf = (dmu_buf_impl_t *)handle;
1221         dnode_t *dn;
1222         dmu_buf_impl_t *db;
1223         uint32_t blksz = (uint32_t)arc_buf_size(buf);
1224         uint64_t blkid;
1225
1226         DB_DNODE_ENTER(dbuf);
1227         dn = DB_DNODE(dbuf);
1228         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1229         blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
1230         VERIFY((db = dbuf_hold(dn, blkid, FTAG)) != NULL);
1231         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1232         DB_DNODE_EXIT(dbuf);
1233
1234         if (offset == db->db.db_offset && blksz == db->db.db_size) {
1235                 dbuf_assign_arcbuf(db, buf, tx);
1236                 dbuf_rele(db, FTAG);
1237         } else {
1238                 objset_t *os;
1239                 uint64_t object;
1240
1241                 DB_DNODE_ENTER(dbuf);
1242                 dn = DB_DNODE(dbuf);
1243                 os = dn->dn_objset;
1244                 object = dn->dn_object;
1245                 DB_DNODE_EXIT(dbuf);
1246
1247                 dbuf_rele(db, FTAG);
1248                 dmu_write(os, object, offset, blksz, buf->b_data, tx);
1249                 dmu_return_arcbuf(buf);
1250                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_copied);
1251         }
1252 }
1253
1254 typedef struct {
1255         dbuf_dirty_record_t     *dsa_dr;
1256         dmu_sync_cb_t           *dsa_done;
1257         zgd_t                   *dsa_zgd;
1258         dmu_tx_t                *dsa_tx;
1259 } dmu_sync_arg_t;
1260
1261 /* ARGSUSED */
1262 static void
1263 dmu_sync_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
1264 {
1265         dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
1266         dmu_buf_t *db = dsa->dsa_zgd->zgd_db;
1267         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1268
1269         if (zio->io_error == 0) {
1270                 if (BP_IS_HOLE(bp)) {
1271                         /*
1272                          * A block of zeros may compress to a hole, but the
1273                          * block size still needs to be known for replay.
1274                          */
1275                         BP_SET_LSIZE(bp, db->db_size);
1276                 } else {
1277                         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
1278                         bp->blk_fill = 1;
1279                 }
1280         }
1281 }
1282
1283 static void
1284 dmu_sync_late_arrival_ready(zio_t *zio)
1285 {
1286         dmu_sync_ready(zio, NULL, zio->io_private);
1287 }
1288
1289 /* ARGSUSED */
1290 static void
1291 dmu_sync_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
1292 {
1293         dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
1294         dbuf_dirty_record_t *dr = dsa->dsa_dr;
1295         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1296
1297         mutex_enter(&db->db_mtx);
1298         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC);
1299         if (zio->io_error == 0) {
1300                 dr->dt.dl.dr_nopwrite = !!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE);
1301                 if (dr->dt.dl.dr_nopwrite) {
1302                         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1303                         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
1304                         uint8_t chksum = BP_GET_CHECKSUM(bp_orig);
1305
1306                         ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1307                         ASSERT(zio->io_prop.zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
1308                         ASSERT(zio_checksum_table[chksum].ci_dedup);
1309                 }
1310                 dr->dt.dl.dr_overridden_by = *zio->io_bp;
1311                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1312                 dr->dt.dl.dr_copies = zio->io_prop.zp_copies;
1313                 if (BP_IS_HOLE(&dr->dt.dl.dr_overridden_by))
1314                         BP_ZERO(&dr->dt.dl.dr_overridden_by);
1315         } else {
1316                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1317         }
1318         cv_broadcast(&db->db_changed);
1319         mutex_exit(&db->db_mtx);
1320
1321         dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
1322
1323         kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
1324 }
1325
1326 static void
1327 dmu_sync_late_arrival_done(zio_t *zio)
1328 {
1329         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1330         dmu_sync_arg_t *dsa = zio->io_private;
1331         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
1332
1333         if (zio->io_error == 0 && !BP_IS_HOLE(bp)) {
1334                 /*
1335                  * If we didn't allocate a new block (i.e. ZIO_FLAG_NOPWRITE)
1336                  * then there is nothing to do here. Otherwise, free the
1337                  * newly allocated block in this txg.
1338                  */
1339                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE) {
1340                         ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1341                 } else {
1342                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp_orig) || !BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1343                         ASSERT(zio->io_bp->blk_birth == zio->io_txg);
1344                         ASSERT(zio->io_txg > spa_syncing_txg(zio->io_spa));
1345                         zio_free(zio->io_spa, zio->io_txg, zio->io_bp);
1346                 }
1347         }
1348
1349         dmu_tx_commit(dsa->dsa_tx);
1350
1351         dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
1352
1353         kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
1354 }
1355
1356 static int
1357 dmu_sync_late_arrival(zio_t *pio, objset_t *os, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd,
1358     zio_prop_t *zp, zbookmark_t *zb)
1359 {
1360         dmu_sync_arg_t *dsa;
1361         dmu_tx_t *tx;
1362
1363         tx = dmu_tx_create(os);
1364         dmu_tx_hold_space(tx, zgd->zgd_db->db_size);
1365         if (dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT) != 0) {
1366                 dmu_tx_abort(tx);
1367                 /* Make zl_get_data do txg_waited_synced() */
1368                 return (SET_ERROR(EIO));
1369         }
1370
1371         dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1372         dsa->dsa_dr = NULL;
1373         dsa->dsa_done = done;
1374         dsa->dsa_zgd = zgd;
1375         dsa->dsa_tx = tx;
1376
1377         zio_nowait(zio_write(pio, os->os_spa, dmu_tx_get_txg(tx), zgd->zgd_bp,
1378             zgd->zgd_db->db_data, zgd->zgd_db->db_size, zp,
1379             dmu_sync_late_arrival_ready, dmu_sync_late_arrival_done, dsa,
1380             ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, zb));
1381
1382         return (0);
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Intent log support: sync the block associated with db to disk.
1387  * N.B. and XXX: the caller is responsible for making sure that the
1388  * data isn't changing while dmu_sync() is writing it.
1389  *
1390  * Return values:
1391  *
1392  *      EEXIST: this txg has already been synced, so there's nothing to do.
1393  *              The caller should not log the write.
1394  *
1395  *      ENOENT: the block was dbuf_free_range()'d, so there's nothing to do.
1396  *              The caller should not log the write.
1397  *
1398  *      EALREADY: this block is already in the process of being synced.
1399  *              The caller should track its progress (somehow).
1400  *
1401  *      EIO: could not do the I/O.
1402  *              The caller should do a txg_wait_synced().
1403  *
1404  *      0: the I/O has been initiated.
1405  *              The caller should log this blkptr in the done callback.
1406  *              It is possible that the I/O will fail, in which case
1407  *              the error will be reported to the done callback and
1408  *              propagated to pio from zio_done().
1409  */
1410 int
1411 dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
1412 {
1413         blkptr_t *bp = zgd->zgd_bp;
1414         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zgd->zgd_db;
1415         objset_t *os = db->db_objset;
1416         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1417         dbuf_dirty_record_t *dr;
1418         dmu_sync_arg_t *dsa;
1419         zbookmark_t zb;
1420         zio_prop_t zp;
1421         dnode_t *dn;
1422
1423         ASSERT(pio != NULL);
1424         ASSERT(txg != 0);
1425
1426         SET_BOOKMARK(&zb, ds->ds_object,
1427             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1428
1429         DB_DNODE_ENTER(db);
1430         dn = DB_DNODE(db);
1431         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, WP_DMU_SYNC, &zp);
1432         DB_DNODE_EXIT(db);
1433
1434         /*
1435          * If we're frozen (running ziltest), we always need to generate a bp.
1436          */
1437         if (txg > spa_freeze_txg(os->os_spa))
1438                 return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
1439
1440         /*
1441          * Grabbing db_mtx now provides a barrier between dbuf_sync_leaf()
1442          * and us.  If we determine that this txg is not yet syncing,
1443          * but it begins to sync a moment later, that's OK because the
1444          * sync thread will block in dbuf_sync_leaf() until we drop db_mtx.
1445          */
1446         mutex_enter(&db->db_mtx);
1447
1448         if (txg <= spa_last_synced_txg(os->os_spa)) {
1449                 /*
1450                  * This txg has already synced.  There's nothing to do.
1451                  */
1452                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1453                 return (SET_ERROR(EEXIST));
1454         }
1455
1456         if (txg <= spa_syncing_txg(os->os_spa)) {
1457                 /*
1458                  * This txg is currently syncing, so we can't mess with
1459                  * the dirty record anymore; just write a new log block.
1460                  */
1461                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1462                 return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
1463         }
1464
1465         dr = db->db_last_dirty;
1466         while (dr && dr->dr_txg != txg)
1467                 dr = dr->dr_next;
1468
1469         if (dr == NULL) {
1470                 /*
1471                  * There's no dr for this dbuf, so it must have been freed.
1472                  * There's no need to log writes to freed blocks, so we're done.
1473                  */
1474                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1475                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1476         }
1477
1478         ASSERT(dr->dr_next == NULL || dr->dr_next->dr_txg < txg);
1479
1480         /*
1481          * Assume the on-disk data is X, the current syncing data is Y,
1482          * and the current in-memory data is Z (currently in dmu_sync).
1483          * X and Z are identical but Y is has been modified. Normally,
1484          * when X and Z are the same we will perform a nopwrite but if Y
1485          * is different we must disable nopwrite since the resulting write
1486          * of Y to disk can free the block containing X. If we allowed a
1487          * nopwrite to occur the block pointing to Z would reference a freed
1488          * block. Since this is a rare case we simplify this by disabling
1489          * nopwrite if the current dmu_sync-ing dbuf has been modified in
1490          * a previous transaction.
1491          */
1492         if (dr->dr_next)
1493                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
1494
1495         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1496         if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC ||
1497             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
1498                 /*
1499                  * We have already issued a sync write for this buffer,
1500                  * or this buffer has already been synced.  It could not
1501                  * have been dirtied since, or we would have cleared the state.
1502                  */
1503                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1504                 return (SET_ERROR(EALREADY));
1505         }
1506
1507         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
1508         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_IN_DMU_SYNC;
1509         mutex_exit(&db->db_mtx);
1510
1511         dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1512         dsa->dsa_dr = dr;
1513         dsa->dsa_done = done;
1514         dsa->dsa_zgd = zgd;
1515         dsa->dsa_tx = NULL;
1516
1517         zio_nowait(arc_write(pio, os->os_spa, txg,
1518             bp, dr->dt.dl.dr_data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
1519             DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db), &zp, dmu_sync_ready, dmu_sync_done,
1520             dsa, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, &zb));
1521
1522         return (0);
1523 }
1524
1525 int
1526 dmu_object_set_blocksize(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t size, int ibs,
1527         dmu_tx_t *tx)
1528 {
1529         dnode_t *dn;
1530         int err;
1531
1532         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1533         if (err)
1534                 return (err);
1535         err = dnode_set_blksz(dn, size, ibs, tx);
1536         dnode_rele(dn, FTAG);
1537         return (err);
1538 }
1539
1540 void
1541 dmu_object_set_checksum(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t checksum,
1542         dmu_tx_t *tx)
1543 {
1544         dnode_t *dn;
1545
1546         /* XXX assumes dnode_hold will not get an i/o error */
1547         (void) dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1548         ASSERT(checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
1549         dn->dn_checksum = checksum;
1550         dnode_setdirty(dn, tx);
1551         dnode_rele(dn, FTAG);
1552 }
1553
1554 void
1555 dmu_object_set_compress(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t compress,
1556         dmu_tx_t *tx)
1557 {
1558         dnode_t *dn;
1559
1560         /* XXX assumes dnode_hold will not get an i/o error */
1561         (void) dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1562         ASSERT(compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS);
1563         dn->dn_compress = compress;
1564         dnode_setdirty(dn, tx);
1565         dnode_rele(dn, FTAG);
1566 }
1567
1568 int zfs_mdcomp_disable = 0;
1569 TUNABLE_INT("vfs.zfs.mdcomp_disable", &zfs_mdcomp_disable);
1570 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, mdcomp_disable, CTLFLAG_RW,
1571     &zfs_mdcomp_disable, 0, "Disable metadata compression");
1572
1573 void
1574 dmu_write_policy(objset_t *os, dnode_t *dn, int level, int wp, zio_prop_t *zp)
1575 {
1576         dmu_object_type_t type = dn ? dn->dn_type : DMU_OT_OBJSET;
1577         boolean_t ismd = (level > 0 || DMU_OT_IS_METADATA(type) ||
1578             (wp & WP_SPILL));
1579         enum zio_checksum checksum = os->os_checksum;
1580         enum zio_compress compress = os->os_compress;
1581         enum zio_checksum dedup_checksum = os->os_dedup_checksum;
1582         boolean_t dedup = B_FALSE;
1583         boolean_t nopwrite = B_FALSE;
1584         boolean_t dedup_verify = os->os_dedup_verify;
1585         int copies = os->os_copies;
1586
1587         /*
1588          * We maintain different write policies for each of the following
1589          * types of data:
1590          *       1. metadata
1591          *       2. preallocated blocks (i.e. level-0 blocks of a dump device)
1592          *       3. all other level 0 blocks
1593          */
1594         if (ismd) {
1595                 /*
1596                  * XXX -- we should design a compression algorithm
1597                  * that specializes in arrays of bps.
1598                  */
1599                 compress = zfs_mdcomp_disable ? ZIO_COMPRESS_EMPTY :
1600                     ZIO_COMPRESS_LZJB;
1601
1602                 /*
1603                  * Metadata always gets checksummed.  If the data
1604                  * checksum is multi-bit correctable, and it's not a
1605                  * ZBT-style checksum, then it's suitable for metadata
1606                  * as well.  Otherwise, the metadata checksum defaults
1607                  * to fletcher4.
1608                  */
1609                 if (zio_checksum_table[checksum].ci_correctable < 1 ||
1610                     zio_checksum_table[checksum].ci_eck)
1611                         checksum = ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4;
1612         } else if (wp & WP_NOFILL) {
1613                 ASSERT(level == 0);
1614
1615                 /*
1616                  * If we're writing preallocated blocks, we aren't actually
1617                  * writing them so don't set any policy properties.  These
1618                  * blocks are currently only used by an external subsystem
1619                  * outside of zfs (i.e. dump) and not written by the zio
1620                  * pipeline.
1621                  */
1622                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1623                 checksum = ZIO_CHECKSUM_NOPARITY;
1624         } else {
1625                 compress = zio_compress_select(dn->dn_compress, compress);
1626
1627                 checksum = (dedup_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF) ?
1628                     zio_checksum_select(dn->dn_checksum, checksum) :
1629                     dedup_checksum;
1630
1631                 /*
1632                  * Determine dedup setting.  If we are in dmu_sync(),
1633                  * we won't actually dedup now because that's all
1634                  * done in syncing context; but we do want to use the
1635                  * dedup checkum.  If the checksum is not strong
1636                  * enough to ensure unique signatures, force
1637                  * dedup_verify.
1638                  */
1639                 if (dedup_checksum != ZIO_CHECKSUM_OFF) {
1640                         dedup = (wp & WP_DMU_SYNC) ? B_FALSE : B_TRUE;
1641                         if (!zio_checksum_table[checksum].ci_dedup)
1642                                 dedup_verify = B_TRUE;
1643                 }
1644
1645                 /*
1646                  * Enable nopwrite if we have a cryptographically secure
1647                  * checksum that has no known collisions (i.e. SHA-256)
1648                  * and compression is enabled.  We don't enable nopwrite if
1649                  * dedup is enabled as the two features are mutually exclusive.
1650                  */
1651                 nopwrite = (!dedup && zio_checksum_table[checksum].ci_dedup &&
1652                     compress != ZIO_COMPRESS_OFF && zfs_nopwrite_enabled);
1653         }
1654
1655         zp->zp_checksum = checksum;
1656         zp->zp_compress = compress;
1657         zp->zp_type = (wp & WP_SPILL) ? dn->dn_bonustype : type;
1658         zp->zp_level = level;
1659         zp->zp_copies = MIN(copies + ismd, spa_max_replication(os->os_spa));
1660         zp->zp_dedup = dedup;
1661         zp->zp_dedup_verify = dedup && dedup_verify;
1662         zp->zp_nopwrite = nopwrite;
1663 }
1664
1665 int
1666 dmu_offset_next(objset_t *os, uint64_t object, boolean_t hole, uint64_t *off)
1667 {
1668         dnode_t *dn;
1669         int i, err;
1670
1671         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1672         if (err)
1673                 return (err);
1674         /*
1675          * Sync any current changes before
1676          * we go trundling through the block pointers.
1677          */
1678         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1679                 if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]))
1680                         break;
1681         }
1682         if (i != TXG_SIZE) {
1683                 dnode_rele(dn, FTAG);
1684                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
1685                 err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1686                 if (err)
1687                         return (err);
1688         }
1689
1690         err = dnode_next_offset(dn, (hole ? DNODE_FIND_HOLE : 0), off, 1, 1, 0);
1691         dnode_rele(dn, FTAG);
1692
1693         return (err);
1694 }
1695
1696 void
1697 dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
1698 {
1699         dnode_phys_t *dnp;
1700
1701         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1702         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1703
1704         dnp = dn->dn_phys;
1705
1706         doi->doi_data_block_size = dn->dn_datablksz;
1707         doi->doi_metadata_block_size = dn->dn_indblkshift ?
1708             1ULL << dn->dn_indblkshift : 0;
1709         doi->doi_type = dn->dn_type;
1710         doi->doi_bonus_type = dn->dn_bonustype;
1711         doi->doi_bonus_size = dn->dn_bonuslen;
1712         doi->doi_indirection = dn->dn_nlevels;
1713         doi->doi_checksum = dn->dn_checksum;
1714         doi->doi_compress = dn->dn_compress;
1715         doi->doi_physical_blocks_512 = (DN_USED_BYTES(dnp) + 256) >> 9;
1716         doi->doi_max_offset = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
1717         doi->doi_fill_count = 0;
1718         for (int i = 0; i < dnp->dn_nblkptr; i++)
1719                 doi->doi_fill_count += dnp->dn_blkptr[i].blk_fill;
1720
1721         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1722         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Get information on a DMU object.
1727  * If doi is NULL, just indicates whether the object exists.
1728  */
1729 int
1730 dmu_object_info(objset_t *os, uint64_t object, dmu_object_info_t *doi)
1731 {
1732         dnode_t *dn;
1733         int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1734
1735         if (err)
1736                 return (err);
1737
1738         if (doi != NULL)
1739                 dmu_object_info_from_dnode(dn, doi);
1740
1741         dnode_rele(dn, FTAG);
1742         return (0);
1743 }
1744
1745 /*
1746  * As above, but faster; can be used when you have a held dbuf in hand.
1747  */
1748 void
1749 dmu_object_info_from_db(dmu_buf_t *db_fake, dmu_object_info_t *doi)
1750 {
1751         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1752
1753         DB_DNODE_ENTER(db);
1754         dmu_object_info_from_dnode(DB_DNODE(db), doi);
1755         DB_DNODE_EXIT(db);
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Faster still when you only care about the size.
1760  * This is specifically optimized for zfs_getattr().
1761  */
1762 void
1763 dmu_object_size_from_db(dmu_buf_t *db_fake, uint32_t *blksize,
1764     u_longlong_t *nblk512)
1765 {
1766         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1767         dnode_t *dn;
1768
1769         DB_DNODE_ENTER(db);
1770         dn = DB_DNODE(db);
1771
1772         *blksize = dn->dn_datablksz;
1773         /* add 1 for dnode space */
1774         *nblk512 = ((DN_USED_BYTES(dn->dn_phys) + SPA_MINBLOCKSIZE/2) >>
1775             SPA_MINBLOCKSHIFT) + 1;
1776         DB_DNODE_EXIT(db);
1777 }
1778
1779 void
1780 byteswap_uint64_array(void *vbuf, size_t size)
1781 {
1782         uint64_t *buf = vbuf;
1783         size_t count = size >> 3;
1784         int i;
1785
1786         ASSERT((size & 7) == 0);
1787
1788         for (i = 0; i < count; i++)
1789                 buf[i] = BSWAP_64(buf[i]);
1790 }
1791
1792 void
1793 byteswap_uint32_array(void *vbuf, size_t size)
1794 {
1795         uint32_t *buf = vbuf;
1796         size_t count = size >> 2;
1797         int i;
1798
1799         ASSERT((size & 3) == 0);
1800
1801         for (i = 0; i < count; i++)
1802                 buf[i] = BSWAP_32(buf[i]);
1803 }
1804
1805 void
1806 byteswap_uint16_array(void *vbuf, size_t size)
1807 {
1808         uint16_t *buf = vbuf;
1809         size_t count = size >> 1;
1810         int i;
1811
1812         ASSERT((size & 1) == 0);
1813
1814         for (i = 0; i < count; i++)
1815                 buf[i] = BSWAP_16(buf[i]);
1816 }
1817
1818 /* ARGSUSED */
1819 void
1820 byteswap_uint8_array(void *vbuf, size_t size)
1821 {
1822 }
1823
1824 void
1825 dmu_init(void)
1826 {
1827         zfs_dbgmsg_init();
1828         sa_cache_init();
1829         xuio_stat_init();
1830         dmu_objset_init();
1831         dnode_init();
1832         dbuf_init();
1833         zfetch_init();
1834         zio_compress_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         zio_compress_fini();
1846         dbuf_fini();
1847         dnode_fini();
1848         dmu_objset_fini();
1849         xuio_stat_fini();
1850         sa_cache_fini();
1851         zfs_dbgmsg_fini();
1852 }