]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dmu.c
MFC r258632,258704: MFV r255255: 4045 zfs write throttle & i/o scheduler
[FreeBSD/stable/9.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         dmu_buf_t **dbp;
378         uint64_t blkid, nblks, i;
379         uint32_t dbuf_flags;
380         int err;
381         zio_t *zio;
382
383         ASSERT(length <= DMU_MAX_ACCESS);
384
385         dbuf_flags = DB_RF_CANFAIL | DB_RF_NEVERWAIT | DB_RF_HAVESTRUCT;
386         if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH || length > zfetch_array_rd_sz)
387                 dbuf_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
388
389         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
390         if (dn->dn_datablkshift) {
391                 int blkshift = dn->dn_datablkshift;
392                 nblks = (P2ROUNDUP(offset+length, 1ULL<<blkshift) -
393                     P2ALIGN(offset, 1ULL<<blkshift)) >> blkshift;
394         } else {
395                 if (offset + length > dn->dn_datablksz) {
396                         zfs_panic_recover("zfs: accessing past end of object "
397                             "%llx/%llx (size=%u access=%llu+%llu)",
398                             (longlong_t)dn->dn_objset->
399                             os_dsl_dataset->ds_object,
400                             (longlong_t)dn->dn_object, dn->dn_datablksz,
401                             (longlong_t)offset, (longlong_t)length);
402                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
403                         return (SET_ERROR(EIO));
404                 }
405                 nblks = 1;
406         }
407         dbp = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_t *) * nblks, KM_SLEEP);
408
409         zio = zio_root(dn->dn_objset->os_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
410         blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
411         for (i = 0; i < nblks; i++) {
412                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold(dn, blkid+i, tag);
413                 if (db == NULL) {
414                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
415                         dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
416                         zio_nowait(zio);
417                         return (SET_ERROR(EIO));
418                 }
419                 /* initiate async i/o */
420                 if (read)
421                         (void) dbuf_read(db, zio, dbuf_flags);
422 #ifdef _KERNEL
423                 else
424                         curthread->td_ru.ru_oublock++;
425 #endif
426                 dbp[i] = &db->db;
427         }
428         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
429
430         /* wait for async i/o */
431         err = zio_wait(zio);
432         if (err) {
433                 dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
434                 return (err);
435         }
436
437         /* wait for other io to complete */
438         if (read) {
439                 for (i = 0; i < nblks; i++) {
440                         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbp[i];
441                         mutex_enter(&db->db_mtx);
442                         while (db->db_state == DB_READ ||
443                             db->db_state == DB_FILL)
444                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
445                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
446                                 err = SET_ERROR(EIO);
447                         mutex_exit(&db->db_mtx);
448                         if (err) {
449                                 dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
450                                 return (err);
451                         }
452                 }
453         }
454
455         *numbufsp = nblks;
456         *dbpp = dbp;
457         return (0);
458 }
459
460 static int
461 dmu_buf_hold_array(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
462     uint64_t length, int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp)
463 {
464         dnode_t *dn;
465         int err;
466
467         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
468         if (err)
469                 return (err);
470
471         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, length, read, tag,
472             numbufsp, dbpp, DMU_READ_PREFETCH);
473
474         dnode_rele(dn, FTAG);
475
476         return (err);
477 }
478
479 int
480 dmu_buf_hold_array_by_bonus(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t offset,
481     uint64_t length, int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp)
482 {
483         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
484         dnode_t *dn;
485         int err;
486
487         DB_DNODE_ENTER(db);
488         dn = DB_DNODE(db);
489         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, length, read, tag,
490             numbufsp, dbpp, DMU_READ_PREFETCH);
491         DB_DNODE_EXIT(db);
492
493         return (err);
494 }
495
496 void
497 dmu_buf_rele_array(dmu_buf_t **dbp_fake, int numbufs, void *tag)
498 {
499         int i;
500         dmu_buf_impl_t **dbp = (dmu_buf_impl_t **)dbp_fake;
501
502         if (numbufs == 0)
503                 return;
504
505         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
506                 if (dbp[i])
507                         dbuf_rele(dbp[i], tag);
508         }
509
510         kmem_free(dbp, sizeof (dmu_buf_t *) * numbufs);
511 }
512
513 /*
514  * Issue prefetch i/os for the given blocks.
515  *
516  * Note: The assumption is that we *know* these blocks will be needed
517  * almost immediately.  Therefore, the prefetch i/os will be issued at
518  * ZIO_PRIORITY_SYNC_READ
519  *
520  * Note: indirect blocks and other metadata will be read synchronously,
521  * causing this function to block if they are not already cached.
522  */
523 void
524 dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t len)
525 {
526         dnode_t *dn;
527         uint64_t blkid;
528         int nblks, err;
529
530         if (zfs_prefetch_disable)
531                 return;
532
533         if (len == 0) {  /* they're interested in the bonus buffer */
534                 dn = DMU_META_DNODE(os);
535
536                 if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
537                         return;
538
539                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
540                 blkid = dbuf_whichblock(dn, object * sizeof (dnode_phys_t));
541                 dbuf_prefetch(dn, blkid, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
542                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
543                 return;
544         }
545
546         /*
547          * XXX - Note, if the dnode for the requested object is not
548          * already cached, we will do a *synchronous* read in the
549          * dnode_hold() call.  The same is true for any indirects.
550          */
551         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
552         if (err != 0)
553                 return;
554
555         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
556         if (dn->dn_datablkshift) {
557                 int blkshift = dn->dn_datablkshift;
558                 nblks = (P2ROUNDUP(offset + len, 1 << blkshift) -
559                     P2ALIGN(offset, 1 << blkshift)) >> blkshift;
560         } else {
561                 nblks = (offset < dn->dn_datablksz);
562         }
563
564         if (nblks != 0) {
565                 blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
566                 for (int i = 0; i < nblks; i++)
567                         dbuf_prefetch(dn, blkid + i, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
568         }
569
570         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
571
572         dnode_rele(dn, FTAG);
573 }
574
575 /*
576  * Get the next "chunk" of file data to free.  We traverse the file from
577  * the end so that the file gets shorter over time (if we crashes in the
578  * middle, this will leave us in a better state).  We find allocated file
579  * data by simply searching the allocated level 1 indirects.
580  *
581  * On input, *start should be the first offset that does not need to be
582  * freed (e.g. "offset + length").  On return, *start will be the first
583  * offset that should be freed.
584  */
585 static int
586 get_next_chunk(dnode_t *dn, uint64_t *start, uint64_t minimum)
587 {
588         uint64_t maxblks = DMU_MAX_ACCESS >> (dn->dn_indblkshift + 1);
589         /* bytes of data covered by a level-1 indirect block */
590         uint64_t iblkrange =
591             dn->dn_datablksz * EPB(dn->dn_indblkshift, SPA_BLKPTRSHIFT);
592
593         ASSERT3U(minimum, <=, *start);
594
595         if (*start - minimum <= iblkrange * maxblks) {
596                 *start = minimum;
597                 return (0);
598         }
599         ASSERT(ISP2(iblkrange));
600
601         for (uint64_t blks = 0; *start > minimum && blks < maxblks; blks++) {
602                 int err;
603
604                 /*
605                  * dnode_next_offset(BACKWARDS) will find an allocated L1
606                  * indirect block at or before the input offset.  We must
607                  * decrement *start so that it is at the end of the region
608                  * to search.
609                  */
610                 (*start)--;
611                 err = dnode_next_offset(dn,
612                     DNODE_FIND_BACKWARDS, start, 2, 1, 0);
613
614                 /* if there are no indirect blocks before start, we are done */
615                 if (err == ESRCH) {
616                         *start = minimum;
617                         break;
618                 } else if (err != 0) {
619                         return (err);
620                 }
621
622                 /* set start to the beginning of this L1 indirect */
623                 *start = P2ALIGN(*start, iblkrange);
624         }
625         if (*start < minimum)
626                 *start = minimum;
627         return (0);
628 }
629
630 static int
631 dmu_free_long_range_impl(objset_t *os, dnode_t *dn, uint64_t offset,
632     uint64_t length)
633 {
634         uint64_t object_size = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
635         int err;
636
637         if (offset >= object_size)
638                 return (0);
639
640         if (length == DMU_OBJECT_END || offset + length > object_size)
641                 length = object_size - offset;
642
643         while (length != 0) {
644                 uint64_t chunk_end, chunk_begin;
645
646                 chunk_end = chunk_begin = offset + length;
647
648                 /* move chunk_begin backwards to the beginning of this chunk */
649                 err = get_next_chunk(dn, &chunk_begin, offset);
650                 if (err)
651                         return (err);
652                 ASSERT3U(chunk_begin, >=, offset);
653                 ASSERT3U(chunk_begin, <=, chunk_end);
654
655                 dmu_tx_t *tx = dmu_tx_create(os);
656                 dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object,
657                     chunk_begin, chunk_end - chunk_begin);
658                 err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
659                 if (err) {
660                         dmu_tx_abort(tx);
661                         return (err);
662                 }
663                 dnode_free_range(dn, chunk_begin, chunk_end - chunk_begin, tx);
664                 dmu_tx_commit(tx);
665
666                 length -= chunk_end - chunk_begin;
667         }
668         return (0);
669 }
670
671 int
672 dmu_free_long_range(objset_t *os, uint64_t object,
673     uint64_t offset, uint64_t length)
674 {
675         dnode_t *dn;
676         int err;
677
678         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
679         if (err != 0)
680                 return (err);
681         err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, offset, length);
682
683         /*
684          * It is important to zero out the maxblkid when freeing the entire
685          * file, so that (a) subsequent calls to dmu_free_long_range_impl()
686          * will take the fast path, and (b) dnode_reallocate() can verify
687          * that the entire file has been freed.
688          */
689         if (offset == 0 && length == DMU_OBJECT_END)
690                 dn->dn_maxblkid = 0;
691
692         dnode_rele(dn, FTAG);
693         return (err);
694 }
695
696 int
697 dmu_free_long_object(objset_t *os, uint64_t object)
698 {
699         dmu_tx_t *tx;
700         int err;
701
702         err = dmu_free_long_range(os, object, 0, DMU_OBJECT_END);
703         if (err != 0)
704                 return (err);
705
706         tx = dmu_tx_create(os);
707         dmu_tx_hold_bonus(tx, object);
708         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
709         err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
710         if (err == 0) {
711                 err = dmu_object_free(os, object, tx);
712                 dmu_tx_commit(tx);
713         } else {
714                 dmu_tx_abort(tx);
715         }
716
717         return (err);
718 }
719
720 int
721 dmu_free_range(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
722     uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
723 {
724         dnode_t *dn;
725         int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
726         if (err)
727                 return (err);
728         ASSERT(offset < UINT64_MAX);
729         ASSERT(size == -1ULL || size <= UINT64_MAX - offset);
730         dnode_free_range(dn, offset, size, tx);
731         dnode_rele(dn, FTAG);
732         return (0);
733 }
734
735 int
736 dmu_read(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
737     void *buf, uint32_t flags)
738 {
739         dnode_t *dn;
740         dmu_buf_t **dbp;
741         int numbufs, err;
742
743         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
744         if (err)
745                 return (err);
746
747         /*
748          * Deal with odd block sizes, where there can't be data past the first
749          * block.  If we ever do the tail block optimization, we will need to
750          * handle that here as well.
751          */
752         if (dn->dn_maxblkid == 0) {
753                 int newsz = offset > dn->dn_datablksz ? 0 :
754                     MIN(size, dn->dn_datablksz - offset);
755                 bzero((char *)buf + newsz, size - newsz);
756                 size = newsz;
757         }
758
759         while (size > 0) {
760                 uint64_t mylen = MIN(size, DMU_MAX_ACCESS / 2);
761                 int i;
762
763                 /*
764                  * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
765                  * to be reading in parallel.
766                  */
767                 err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, mylen,
768                     TRUE, FTAG, &numbufs, &dbp, flags);
769                 if (err)
770                         break;
771
772                 for (i = 0; i < numbufs; i++) {
773                         int tocpy;
774                         int bufoff;
775                         dmu_buf_t *db = dbp[i];
776
777                         ASSERT(size > 0);
778
779                         bufoff = offset - db->db_offset;
780                         tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
781
782                         bcopy((char *)db->db_data + bufoff, buf, tocpy);
783
784                         offset += tocpy;
785                         size -= tocpy;
786                         buf = (char *)buf + tocpy;
787                 }
788                 dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
789         }
790         dnode_rele(dn, FTAG);
791         return (err);
792 }
793
794 void
795 dmu_write(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
796     const void *buf, dmu_tx_t *tx)
797 {
798         dmu_buf_t **dbp;
799         int numbufs, i;
800
801         if (size == 0)
802                 return;
803
804         VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
805             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
806
807         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
808                 int tocpy;
809                 int bufoff;
810                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
811
812                 ASSERT(size > 0);
813
814                 bufoff = offset - db->db_offset;
815                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
816
817                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
818
819                 if (tocpy == db->db_size)
820                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
821                 else
822                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
823
824                 bcopy(buf, (char *)db->db_data + bufoff, tocpy);
825
826                 if (tocpy == db->db_size)
827                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
828
829                 offset += tocpy;
830                 size -= tocpy;
831                 buf = (char *)buf + tocpy;
832         }
833         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
834 }
835
836 void
837 dmu_prealloc(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
838     dmu_tx_t *tx)
839 {
840         dmu_buf_t **dbp;
841         int numbufs, i;
842
843         if (size == 0)
844                 return;
845
846         VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
847             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
848
849         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
850                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
851
852                 dmu_buf_will_not_fill(db, tx);
853         }
854         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
855 }
856
857 /*
858  * DMU support for xuio
859  */
860 kstat_t *xuio_ksp = NULL;
861
862 int
863 dmu_xuio_init(xuio_t *xuio, int nblk)
864 {
865         dmu_xuio_t *priv;
866         uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
867
868         uio->uio_iovcnt = nblk;
869         uio->uio_iov = kmem_zalloc(nblk * sizeof (iovec_t), KM_SLEEP);
870
871         priv = kmem_zalloc(sizeof (dmu_xuio_t), KM_SLEEP);
872         priv->cnt = nblk;
873         priv->bufs = kmem_zalloc(nblk * sizeof (arc_buf_t *), KM_SLEEP);
874         priv->iovp = uio->uio_iov;
875         XUIO_XUZC_PRIV(xuio) = priv;
876
877         if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
878                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_rbuf, nblk);
879         else
880                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_wbuf, nblk);
881
882         return (0);
883 }
884
885 void
886 dmu_xuio_fini(xuio_t *xuio)
887 {
888         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
889         int nblk = priv->cnt;
890
891         kmem_free(priv->iovp, nblk * sizeof (iovec_t));
892         kmem_free(priv->bufs, nblk * sizeof (arc_buf_t *));
893         kmem_free(priv, sizeof (dmu_xuio_t));
894
895         if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
896                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_rbuf, -nblk);
897         else
898                 XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_wbuf, -nblk);
899 }
900
901 /*
902  * Initialize iov[priv->next] and priv->bufs[priv->next] with { off, n, abuf }
903  * and increase priv->next by 1.
904  */
905 int
906 dmu_xuio_add(xuio_t *xuio, arc_buf_t *abuf, offset_t off, size_t n)
907 {
908         struct iovec *iov;
909         uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
910         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
911         int i = priv->next++;
912
913         ASSERT(i < priv->cnt);
914         ASSERT(off + n <= arc_buf_size(abuf));
915         iov = uio->uio_iov + i;
916         iov->iov_base = (char *)abuf->b_data + off;
917         iov->iov_len = n;
918         priv->bufs[i] = abuf;
919         return (0);
920 }
921
922 int
923 dmu_xuio_cnt(xuio_t *xuio)
924 {
925         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
926         return (priv->cnt);
927 }
928
929 arc_buf_t *
930 dmu_xuio_arcbuf(xuio_t *xuio, int i)
931 {
932         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
933
934         ASSERT(i < priv->cnt);
935         return (priv->bufs[i]);
936 }
937
938 void
939 dmu_xuio_clear(xuio_t *xuio, int i)
940 {
941         dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
942
943         ASSERT(i < priv->cnt);
944         priv->bufs[i] = NULL;
945 }
946
947 static void
948 xuio_stat_init(void)
949 {
950         xuio_ksp = kstat_create("zfs", 0, "xuio_stats", "misc",
951             KSTAT_TYPE_NAMED, sizeof (xuio_stats) / sizeof (kstat_named_t),
952             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
953         if (xuio_ksp != NULL) {
954                 xuio_ksp->ks_data = &xuio_stats;
955                 kstat_install(xuio_ksp);
956         }
957 }
958
959 static void
960 xuio_stat_fini(void)
961 {
962         if (xuio_ksp != NULL) {
963                 kstat_delete(xuio_ksp);
964                 xuio_ksp = NULL;
965         }
966 }
967
968 void
969 xuio_stat_wbuf_copied()
970 {
971         XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_copied);
972 }
973
974 void
975 xuio_stat_wbuf_nocopy()
976 {
977         XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_nocopy);
978 }
979
980 #ifdef _KERNEL
981 int
982 dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
983 {
984         dmu_buf_t **dbp;
985         int numbufs, i, err;
986         xuio_t *xuio = NULL;
987
988         /*
989          * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
990          * to be reading in parallel.
991          */
992         err = dmu_buf_hold_array(os, object, uio->uio_loffset, size, TRUE, FTAG,
993             &numbufs, &dbp);
994         if (err)
995                 return (err);
996
997 #ifdef UIO_XUIO
998         if (uio->uio_extflg == UIO_XUIO)
999                 xuio = (xuio_t *)uio;
1000 #endif
1001
1002         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1003                 int tocpy;
1004                 int bufoff;
1005                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1006
1007                 ASSERT(size > 0);
1008
1009                 bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
1010                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1011
1012                 if (xuio) {
1013                         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
1014                         arc_buf_t *dbuf_abuf = dbi->db_buf;
1015                         arc_buf_t *abuf = dbuf_loan_arcbuf(dbi);
1016                         err = dmu_xuio_add(xuio, abuf, bufoff, tocpy);
1017                         if (!err) {
1018                                 uio->uio_resid -= tocpy;
1019                                 uio->uio_loffset += tocpy;
1020                         }
1021
1022                         if (abuf == dbuf_abuf)
1023                                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_rbuf_nocopy);
1024                         else
1025                                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_rbuf_copied);
1026                 } else {
1027                         err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
1028                             UIO_READ, uio);
1029                 }
1030                 if (err)
1031                         break;
1032
1033                 size -= tocpy;
1034         }
1035         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1036
1037         return (err);
1038 }
1039
1040 static int
1041 dmu_write_uio_dnode(dnode_t *dn, uio_t *uio, uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
1042 {
1043         dmu_buf_t **dbp;
1044         int numbufs;
1045         int err = 0;
1046         int i;
1047
1048         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, uio->uio_loffset, size,
1049             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp, DMU_READ_PREFETCH);
1050         if (err)
1051                 return (err);
1052
1053         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1054                 int tocpy;
1055                 int bufoff;
1056                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1057
1058                 ASSERT(size > 0);
1059
1060                 bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
1061                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1062
1063                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1064
1065                 if (tocpy == db->db_size)
1066                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1067                 else
1068                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1069
1070                 /*
1071                  * XXX uiomove could block forever (eg. nfs-backed
1072                  * pages).  There needs to be a uiolockdown() function
1073                  * to lock the pages in memory, so that uiomove won't
1074                  * block.
1075                  */
1076                 err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
1077                     UIO_WRITE, uio);
1078
1079                 if (tocpy == db->db_size)
1080                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1081
1082                 if (err)
1083                         break;
1084
1085                 size -= tocpy;
1086         }
1087
1088         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1089         return (err);
1090 }
1091
1092 int
1093 dmu_write_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, uio_t *uio, uint64_t size,
1094     dmu_tx_t *tx)
1095 {
1096         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zdb;
1097         dnode_t *dn;
1098         int err;
1099
1100         if (size == 0)
1101                 return (0);
1102
1103         DB_DNODE_ENTER(db);
1104         dn = DB_DNODE(db);
1105         err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
1106         DB_DNODE_EXIT(db);
1107
1108         return (err);
1109 }
1110
1111 int
1112 dmu_write_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size,
1113     dmu_tx_t *tx)
1114 {
1115         dnode_t *dn;
1116         int err;
1117
1118         if (size == 0)
1119                 return (0);
1120
1121         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1122         if (err)
1123                 return (err);
1124
1125         err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
1126
1127         dnode_rele(dn, FTAG);
1128
1129         return (err);
1130 }
1131
1132 #ifdef sun
1133 int
1134 dmu_write_pages(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1135     page_t *pp, dmu_tx_t *tx)
1136 {
1137         dmu_buf_t **dbp;
1138         int numbufs, i;
1139         int err;
1140
1141         if (size == 0)
1142                 return (0);
1143
1144         err = dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
1145             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp);
1146         if (err)
1147                 return (err);
1148
1149         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
1150                 int tocpy, copied, thiscpy;
1151                 int bufoff;
1152                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
1153                 caddr_t va;
1154
1155                 ASSERT(size > 0);
1156                 ASSERT3U(db->db_size, >=, PAGESIZE);
1157
1158                 bufoff = offset - db->db_offset;
1159                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
1160
1161                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
1162
1163                 if (tocpy == db->db_size)
1164                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
1165                 else
1166                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1167
1168                 for (copied = 0; copied < tocpy; copied += PAGESIZE) {
1169                         ASSERT3U(pp->p_offset, ==, db->db_offset + bufoff);
1170                         thiscpy = MIN(PAGESIZE, tocpy - copied);
1171                         va = zfs_map_page(pp, S_READ);
1172                         bcopy(va, (char *)db->db_data + bufoff, thiscpy);
1173                         zfs_unmap_page(pp, va);
1174                         pp = pp->p_next;
1175                         bufoff += PAGESIZE;
1176                 }
1177
1178                 if (tocpy == db->db_size)
1179                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
1180
1181                 offset += tocpy;
1182                 size -= tocpy;
1183         }
1184         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
1185         return (err);
1186 }
1187 #endif  /* sun */
1188 #endif
1189
1190 /*
1191  * Allocate a loaned anonymous arc buffer.
1192  */
1193 arc_buf_t *
1194 dmu_request_arcbuf(dmu_buf_t *handle, int size)
1195 {
1196         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)handle;
1197         spa_t *spa;
1198
1199         DB_GET_SPA(&spa, db);
1200         return (arc_loan_buf(spa, size));
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Free a loaned arc buffer.
1205  */
1206 void
1207 dmu_return_arcbuf(arc_buf_t *buf)
1208 {
1209         arc_return_buf(buf, FTAG);
1210         VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, FTAG));
1211 }
1212
1213 /*
1214  * When possible directly assign passed loaned arc buffer to a dbuf.
1215  * If this is not possible copy the contents of passed arc buf via
1216  * dmu_write().
1217  */
1218 void
1219 dmu_assign_arcbuf(dmu_buf_t *handle, uint64_t offset, arc_buf_t *buf,
1220     dmu_tx_t *tx)
1221 {
1222         dmu_buf_impl_t *dbuf = (dmu_buf_impl_t *)handle;
1223         dnode_t *dn;
1224         dmu_buf_impl_t *db;
1225         uint32_t blksz = (uint32_t)arc_buf_size(buf);
1226         uint64_t blkid;
1227
1228         DB_DNODE_ENTER(dbuf);
1229         dn = DB_DNODE(dbuf);
1230         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1231         blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
1232         VERIFY((db = dbuf_hold(dn, blkid, FTAG)) != NULL);
1233         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1234         DB_DNODE_EXIT(dbuf);
1235
1236         if (offset == db->db.db_offset && blksz == db->db.db_size) {
1237                 dbuf_assign_arcbuf(db, buf, tx);
1238                 dbuf_rele(db, FTAG);
1239         } else {
1240                 objset_t *os;
1241                 uint64_t object;
1242
1243                 DB_DNODE_ENTER(dbuf);
1244                 dn = DB_DNODE(dbuf);
1245                 os = dn->dn_objset;
1246                 object = dn->dn_object;
1247                 DB_DNODE_EXIT(dbuf);
1248
1249                 dbuf_rele(db, FTAG);
1250                 dmu_write(os, object, offset, blksz, buf->b_data, tx);
1251                 dmu_return_arcbuf(buf);
1252                 XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_copied);
1253         }
1254 }
1255
1256 typedef struct {
1257         dbuf_dirty_record_t     *dsa_dr;
1258         dmu_sync_cb_t           *dsa_done;
1259         zgd_t                   *dsa_zgd;
1260         dmu_tx_t                *dsa_tx;
1261 } dmu_sync_arg_t;
1262
1263 /* ARGSUSED */
1264 static void
1265 dmu_sync_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
1266 {
1267         dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
1268         dmu_buf_t *db = dsa->dsa_zgd->zgd_db;
1269         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1270
1271         if (zio->io_error == 0) {
1272                 if (BP_IS_HOLE(bp)) {
1273                         /*
1274                          * A block of zeros may compress to a hole, but the
1275                          * block size still needs to be known for replay.
1276                          */
1277                         BP_SET_LSIZE(bp, db->db_size);
1278                 } else {
1279                         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
1280                         bp->blk_fill = 1;
1281                 }
1282         }
1283 }
1284
1285 static void
1286 dmu_sync_late_arrival_ready(zio_t *zio)
1287 {
1288         dmu_sync_ready(zio, NULL, zio->io_private);
1289 }
1290
1291 /* ARGSUSED */
1292 static void
1293 dmu_sync_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
1294 {
1295         dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
1296         dbuf_dirty_record_t *dr = dsa->dsa_dr;
1297         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1298
1299         mutex_enter(&db->db_mtx);
1300         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC);
1301         if (zio->io_error == 0) {
1302                 dr->dt.dl.dr_nopwrite = !!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE);
1303                 if (dr->dt.dl.dr_nopwrite) {
1304                         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1305                         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
1306                         uint8_t chksum = BP_GET_CHECKSUM(bp_orig);
1307
1308                         ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1309                         ASSERT(zio->io_prop.zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
1310                         ASSERT(zio_checksum_table[chksum].ci_dedup);
1311                 }
1312                 dr->dt.dl.dr_overridden_by = *zio->io_bp;
1313                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1314                 dr->dt.dl.dr_copies = zio->io_prop.zp_copies;
1315                 if (BP_IS_HOLE(&dr->dt.dl.dr_overridden_by))
1316                         BP_ZERO(&dr->dt.dl.dr_overridden_by);
1317         } else {
1318                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1319         }
1320         cv_broadcast(&db->db_changed);
1321         mutex_exit(&db->db_mtx);
1322
1323         dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
1324
1325         kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
1326 }
1327
1328 static void
1329 dmu_sync_late_arrival_done(zio_t *zio)
1330 {
1331         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
1332         dmu_sync_arg_t *dsa = zio->io_private;
1333         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
1334
1335         if (zio->io_error == 0 && !BP_IS_HOLE(bp)) {
1336                 /*
1337                  * If we didn't allocate a new block (i.e. ZIO_FLAG_NOPWRITE)
1338                  * then there is nothing to do here. Otherwise, free the
1339                  * newly allocated block in this txg.
1340                  */
1341                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE) {
1342                         ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1343                 } else {
1344                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp_orig) || !BP_EQUAL(bp, bp_orig));
1345                         ASSERT(zio->io_bp->blk_birth == zio->io_txg);
1346                         ASSERT(zio->io_txg > spa_syncing_txg(zio->io_spa));
1347                         zio_free(zio->io_spa, zio->io_txg, zio->io_bp);
1348                 }
1349         }
1350
1351         dmu_tx_commit(dsa->dsa_tx);
1352
1353         dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
1354
1355         kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
1356 }
1357
1358 static int
1359 dmu_sync_late_arrival(zio_t *pio, objset_t *os, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd,
1360     zio_prop_t *zp, zbookmark_t *zb)
1361 {
1362         dmu_sync_arg_t *dsa;
1363         dmu_tx_t *tx;
1364
1365         tx = dmu_tx_create(os);
1366         dmu_tx_hold_space(tx, zgd->zgd_db->db_size);
1367         if (dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT) != 0) {
1368                 dmu_tx_abort(tx);
1369                 /* Make zl_get_data do txg_waited_synced() */
1370                 return (SET_ERROR(EIO));
1371         }
1372
1373         dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1374         dsa->dsa_dr = NULL;
1375         dsa->dsa_done = done;
1376         dsa->dsa_zgd = zgd;
1377         dsa->dsa_tx = tx;
1378
1379         zio_nowait(zio_write(pio, os->os_spa, dmu_tx_get_txg(tx), zgd->zgd_bp,
1380             zgd->zgd_db->db_data, zgd->zgd_db->db_size, zp,
1381             dmu_sync_late_arrival_ready, NULL, dmu_sync_late_arrival_done, dsa,
1382             ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, zb));
1383
1384         return (0);
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Intent log support: sync the block associated with db to disk.
1389  * N.B. and XXX: the caller is responsible for making sure that the
1390  * data isn't changing while dmu_sync() is writing it.
1391  *
1392  * Return values:
1393  *
1394  *      EEXIST: this txg has already been synced, so there's nothing to do.
1395  *              The caller should not log the write.
1396  *
1397  *      ENOENT: the block was dbuf_free_range()'d, so there's nothing to do.
1398  *              The caller should not log the write.
1399  *
1400  *      EALREADY: this block is already in the process of being synced.
1401  *              The caller should track its progress (somehow).
1402  *
1403  *      EIO: could not do the I/O.
1404  *              The caller should do a txg_wait_synced().
1405  *
1406  *      0: the I/O has been initiated.
1407  *              The caller should log this blkptr in the done callback.
1408  *              It is possible that the I/O will fail, in which case
1409  *              the error will be reported to the done callback and
1410  *              propagated to pio from zio_done().
1411  */
1412 int
1413 dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
1414 {
1415         blkptr_t *bp = zgd->zgd_bp;
1416         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zgd->zgd_db;
1417         objset_t *os = db->db_objset;
1418         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1419         dbuf_dirty_record_t *dr;
1420         dmu_sync_arg_t *dsa;
1421         zbookmark_t zb;
1422         zio_prop_t zp;
1423         dnode_t *dn;
1424
1425         ASSERT(pio != NULL);
1426         ASSERT(txg != 0);
1427
1428         SET_BOOKMARK(&zb, ds->ds_object,
1429             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1430
1431         DB_DNODE_ENTER(db);
1432         dn = DB_DNODE(db);
1433         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, WP_DMU_SYNC, &zp);
1434         DB_DNODE_EXIT(db);
1435
1436         /*
1437          * If we're frozen (running ziltest), we always need to generate a bp.
1438          */
1439         if (txg > spa_freeze_txg(os->os_spa))
1440                 return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
1441
1442         /*
1443          * Grabbing db_mtx now provides a barrier between dbuf_sync_leaf()
1444          * and us.  If we determine that this txg is not yet syncing,
1445          * but it begins to sync a moment later, that's OK because the
1446          * sync thread will block in dbuf_sync_leaf() until we drop db_mtx.
1447          */
1448         mutex_enter(&db->db_mtx);
1449
1450         if (txg <= spa_last_synced_txg(os->os_spa)) {
1451                 /*
1452                  * This txg has already synced.  There's nothing to do.
1453                  */
1454                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1455                 return (SET_ERROR(EEXIST));
1456         }
1457
1458         if (txg <= spa_syncing_txg(os->os_spa)) {
1459                 /*
1460                  * This txg is currently syncing, so we can't mess with
1461                  * the dirty record anymore; just write a new log block.
1462                  */
1463                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1464                 return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
1465         }
1466
1467         dr = db->db_last_dirty;
1468         while (dr && dr->dr_txg != txg)
1469                 dr = dr->dr_next;
1470
1471         if (dr == NULL) {
1472                 /*
1473                  * There's no dr for this dbuf, so it must have been freed.
1474                  * There's no need to log writes to freed blocks, so we're done.
1475                  */
1476                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1477                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1478         }
1479
1480         ASSERT(dr->dr_next == NULL || dr->dr_next->dr_txg < txg);
1481
1482         /*
1483          * Assume the on-disk data is X, the current syncing data is Y,
1484          * and the current in-memory data is Z (currently in dmu_sync).
1485          * X and Z are identical but Y is has been modified. Normally,
1486          * when X and Z are the same we will perform a nopwrite but if Y
1487          * is different we must disable nopwrite since the resulting write
1488          * of Y to disk can free the block containing X. If we allowed a
1489          * nopwrite to occur the block pointing to Z would reference a freed
1490          * block. Since this is a rare case we simplify this by disabling
1491          * nopwrite if the current dmu_sync-ing dbuf has been modified in
1492          * a previous transaction.
1493          */
1494         if (dr->dr_next)
1495                 zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
1496
1497         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1498         if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC ||
1499             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
1500                 /*
1501                  * We have already issued a sync write for this buffer,
1502                  * or this buffer has already been synced.  It could not
1503                  * have been dirtied since, or we would have cleared the state.
1504                  */
1505                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1506                 return (SET_ERROR(EALREADY));
1507         }
1508
1509         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
1510         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_IN_DMU_SYNC;
1511         mutex_exit(&db->db_mtx);
1512
1513         dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1514         dsa->dsa_dr = dr;
1515         dsa->dsa_done = done;
1516         dsa->dsa_zgd = zgd;
1517         dsa->dsa_tx = NULL;
1518
1519         zio_nowait(arc_write(pio, os->os_spa, txg,
1520             bp, dr->dt.dl.dr_data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
1521             DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db), &zp, dmu_sync_ready,
1522             NULL, dmu_sync_done, dsa, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
1523             ZIO_FLAG_CANFAIL, &zb));
1524
1525         return (0);
1526 }
1527
1528 int
1529 dmu_object_set_blocksize(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t size, int ibs,
1530         dmu_tx_t *tx)
1531 {
1532         dnode_t *dn;
1533         int err;
1534
1535         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1536         if (err)
1537                 return (err);
1538         err = dnode_set_blksz(dn, size, ibs, tx);
1539         dnode_rele(dn, FTAG);
1540         return (err);
1541 }
1542
1543 void
1544 dmu_object_set_checksum(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t checksum,
1545         dmu_tx_t *tx)
1546 {
1547         dnode_t *dn;
1548
1549         /* XXX assumes dnode_hold will not get an i/o error */
1550         (void) dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1551         ASSERT(checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
1552         dn->dn_checksum = checksum;
1553         dnode_setdirty(dn, tx);
1554         dnode_rele(dn, FTAG);
1555 }
1556
1557 void
1558 dmu_object_set_compress(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t compress,
1559         dmu_tx_t *tx)
1560 {
1561         dnode_t *dn;
1562
1563         /* XXX assumes dnode_hold will not get an i/o error */
1564         (void) dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1565         ASSERT(compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS);
1566         dn->dn_compress = compress;
1567         dnode_setdirty(dn, tx);
1568         dnode_rele(dn, FTAG);
1569 }
1570
1571 int zfs_mdcomp_disable = 0;
1572 TUNABLE_INT("vfs.zfs.mdcomp_disable", &zfs_mdcomp_disable);
1573 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, mdcomp_disable, CTLFLAG_RW,
1574     &zfs_mdcomp_disable, 0, "Disable metadata compression");
1575
1576 void
1577 dmu_write_policy(objset_t *os, dnode_t *dn, int level, int wp, zio_prop_t *zp)
1578 {
1579         dmu_object_type_t type = dn ? dn->dn_type : DMU_OT_OBJSET;
1580         boolean_t ismd = (level > 0 || DMU_OT_IS_METADATA(type) ||
1581             (wp & WP_SPILL));
1582         enum zio_checksum checksum = os->os_checksum;
1583         enum zio_compress compress = os->os_compress;
1584         enum zio_checksum dedup_checksum = os->os_dedup_checksum;
1585         boolean_t dedup = B_FALSE;
1586         boolean_t nopwrite = B_FALSE;
1587         boolean_t dedup_verify = os->os_dedup_verify;
1588         int copies = os->os_copies;
1589
1590         /*
1591          * We maintain different write policies for each of the following
1592          * types of data:
1593          *       1. metadata
1594          *       2. preallocated blocks (i.e. level-0 blocks of a dump device)
1595          *       3. all other level 0 blocks
1596          */
1597         if (ismd) {
1598                 /*
1599                  * XXX -- we should design a compression algorithm
1600                  * that specializes in arrays of bps.
1601                  */
1602                 compress = zfs_mdcomp_disable ? ZIO_COMPRESS_EMPTY :
1603                     ZIO_COMPRESS_LZJB;
1604
1605                 /*
1606                  * Metadata always gets checksummed.  If the data
1607                  * checksum is multi-bit correctable, and it's not a
1608                  * ZBT-style checksum, then it's suitable for metadata
1609                  * as well.  Otherwise, the metadata checksum defaults
1610                  * to fletcher4.
1611                  */
1612                 if (zio_checksum_table[checksum].ci_correctable < 1 ||
1613                     zio_checksum_table[checksum].ci_eck)
1614                         checksum = ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4;
1615         } else if (wp & WP_NOFILL) {
1616                 ASSERT(level == 0);
1617
1618                 /*
1619                  * If we're writing preallocated blocks, we aren't actually
1620                  * writing them so don't set any policy properties.  These
1621                  * blocks are currently only used by an external subsystem
1622                  * outside of zfs (i.e. dump) and not written by the zio
1623                  * pipeline.
1624                  */
1625                 compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
1626                 checksum = ZIO_CHECKSUM_OFF;
1627         } else {
1628                 compress = zio_compress_select(dn->dn_compress, compress);
1629
1630                 checksum = (dedup_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF) ?
1631                     zio_checksum_select(dn->dn_checksum, checksum) :
1632                     dedup_checksum;
1633
1634                 /*
1635                  * Determine dedup setting.  If we are in dmu_sync(),
1636                  * we won't actually dedup now because that's all
1637                  * done in syncing context; but we do want to use the
1638                  * dedup checkum.  If the checksum is not strong
1639                  * enough to ensure unique signatures, force
1640                  * dedup_verify.
1641                  */
1642                 if (dedup_checksum != ZIO_CHECKSUM_OFF) {
1643                         dedup = (wp & WP_DMU_SYNC) ? B_FALSE : B_TRUE;
1644                         if (!zio_checksum_table[checksum].ci_dedup)
1645                                 dedup_verify = B_TRUE;
1646                 }
1647
1648                 /*
1649                  * Enable nopwrite if we have a cryptographically secure
1650                  * checksum that has no known collisions (i.e. SHA-256)
1651                  * and compression is enabled.  We don't enable nopwrite if
1652                  * dedup is enabled as the two features are mutually exclusive.
1653                  */
1654                 nopwrite = (!dedup && zio_checksum_table[checksum].ci_dedup &&
1655                     compress != ZIO_COMPRESS_OFF && zfs_nopwrite_enabled);
1656         }
1657
1658         zp->zp_checksum = checksum;
1659         zp->zp_compress = compress;
1660         zp->zp_type = (wp & WP_SPILL) ? dn->dn_bonustype : type;
1661         zp->zp_level = level;
1662         zp->zp_copies = MIN(copies + ismd, spa_max_replication(os->os_spa));
1663         zp->zp_dedup = dedup;
1664         zp->zp_dedup_verify = dedup && dedup_verify;
1665         zp->zp_nopwrite = nopwrite;
1666 }
1667
1668 int
1669 dmu_offset_next(objset_t *os, uint64_t object, boolean_t hole, uint64_t *off)
1670 {
1671         dnode_t *dn;
1672         int i, err;
1673
1674         err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1675         if (err)
1676                 return (err);
1677         /*
1678          * Sync any current changes before
1679          * we go trundling through the block pointers.
1680          */
1681         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1682                 if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]))
1683                         break;
1684         }
1685         if (i != TXG_SIZE) {
1686                 dnode_rele(dn, FTAG);
1687                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
1688                 err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1689                 if (err)
1690                         return (err);
1691         }
1692
1693         err = dnode_next_offset(dn, (hole ? DNODE_FIND_HOLE : 0), off, 1, 1, 0);
1694         dnode_rele(dn, FTAG);
1695
1696         return (err);
1697 }
1698
1699 void
1700 dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
1701 {
1702         dnode_phys_t *dnp;
1703
1704         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1705         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1706
1707         dnp = dn->dn_phys;
1708
1709         doi->doi_data_block_size = dn->dn_datablksz;
1710         doi->doi_metadata_block_size = dn->dn_indblkshift ?
1711             1ULL << dn->dn_indblkshift : 0;
1712         doi->doi_type = dn->dn_type;
1713         doi->doi_bonus_type = dn->dn_bonustype;
1714         doi->doi_bonus_size = dn->dn_bonuslen;
1715         doi->doi_indirection = dn->dn_nlevels;
1716         doi->doi_checksum = dn->dn_checksum;
1717         doi->doi_compress = dn->dn_compress;
1718         doi->doi_physical_blocks_512 = (DN_USED_BYTES(dnp) + 256) >> 9;
1719         doi->doi_max_offset = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
1720         doi->doi_fill_count = 0;
1721         for (int i = 0; i < dnp->dn_nblkptr; i++)
1722                 doi->doi_fill_count += dnp->dn_blkptr[i].blk_fill;
1723
1724         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1725         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Get information on a DMU object.
1730  * If doi is NULL, just indicates whether the object exists.
1731  */
1732 int
1733 dmu_object_info(objset_t *os, uint64_t object, dmu_object_info_t *doi)
1734 {
1735         dnode_t *dn;
1736         int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
1737
1738         if (err)
1739                 return (err);
1740
1741         if (doi != NULL)
1742                 dmu_object_info_from_dnode(dn, doi);
1743
1744         dnode_rele(dn, FTAG);
1745         return (0);
1746 }
1747
1748 /*
1749  * As above, but faster; can be used when you have a held dbuf in hand.
1750  */
1751 void
1752 dmu_object_info_from_db(dmu_buf_t *db_fake, dmu_object_info_t *doi)
1753 {
1754         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1755
1756         DB_DNODE_ENTER(db);
1757         dmu_object_info_from_dnode(DB_DNODE(db), doi);
1758         DB_DNODE_EXIT(db);
1759 }
1760
1761 /*
1762  * Faster still when you only care about the size.
1763  * This is specifically optimized for zfs_getattr().
1764  */
1765 void
1766 dmu_object_size_from_db(dmu_buf_t *db_fake, uint32_t *blksize,
1767     u_longlong_t *nblk512)
1768 {
1769         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1770         dnode_t *dn;
1771
1772         DB_DNODE_ENTER(db);
1773         dn = DB_DNODE(db);
1774
1775         *blksize = dn->dn_datablksz;
1776         /* add 1 for dnode space */
1777         *nblk512 = ((DN_USED_BYTES(dn->dn_phys) + SPA_MINBLOCKSIZE/2) >>
1778             SPA_MINBLOCKSHIFT) + 1;
1779         DB_DNODE_EXIT(db);
1780 }
1781
1782 void
1783 byteswap_uint64_array(void *vbuf, size_t size)
1784 {
1785         uint64_t *buf = vbuf;
1786         size_t count = size >> 3;
1787         int i;
1788
1789         ASSERT((size & 7) == 0);
1790
1791         for (i = 0; i < count; i++)
1792                 buf[i] = BSWAP_64(buf[i]);
1793 }
1794
1795 void
1796 byteswap_uint32_array(void *vbuf, size_t size)
1797 {
1798         uint32_t *buf = vbuf;
1799         size_t count = size >> 2;
1800         int i;
1801
1802         ASSERT((size & 3) == 0);
1803
1804         for (i = 0; i < count; i++)
1805                 buf[i] = BSWAP_32(buf[i]);
1806 }
1807
1808 void
1809 byteswap_uint16_array(void *vbuf, size_t size)
1810 {
1811         uint16_t *buf = vbuf;
1812         size_t count = size >> 1;
1813         int i;
1814
1815         ASSERT((size & 1) == 0);
1816
1817         for (i = 0; i < count; i++)
1818                 buf[i] = BSWAP_16(buf[i]);
1819 }
1820
1821 /* ARGSUSED */
1822 void
1823 byteswap_uint8_array(void *vbuf, size_t size)
1824 {
1825 }
1826
1827 void
1828 dmu_init(void)
1829 {
1830         zfs_dbgmsg_init();
1831         sa_cache_init();
1832         xuio_stat_init();
1833         dmu_objset_init();
1834         dnode_init();
1835         dbuf_init();
1836         zfetch_init();
1837         l2arc_init();
1838         arc_init();
1839 }
1840
1841 void
1842 dmu_fini(void)
1843 {
1844         arc_fini(); /* arc depends on l2arc, so arc must go first */
1845         l2arc_fini();
1846         zfetch_fini();
1847         dbuf_fini();
1848         dnode_fini();
1849         dmu_objset_fini();
1850         xuio_stat_fini();
1851         sa_cache_fini();
1852         zfs_dbgmsg_fini();
1853 }