d864682024026ca44deaf837949f6430daf2ad73
[zfs.git] / module / zfs / dmu.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright 2009 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
23  * Use is subject to license terms.
24  */
25
26 #include <sys/dmu.h>
27 #include <sys/dmu_impl.h>
28 #include <sys/dmu_tx.h>
29 #include <sys/dbuf.h>
30 #include <sys/dnode.h>
31 #include <sys/zfs_context.h>
32 #include <sys/dmu_objset.h>
33 #include <sys/dmu_traverse.h>
34 #include <sys/dsl_dataset.h>
35 #include <sys/dsl_dir.h>
36 #include <sys/dsl_pool.h>
37 #include <sys/dsl_synctask.h>
38 #include <sys/dsl_prop.h>
39 #include <sys/dmu_zfetch.h>
40 #include <sys/zfs_ioctl.h>
41 #include <sys/zap.h>
42 #include <sys/zio_checksum.h>
43 #ifdef _KERNEL
44 #include <sys/vmsystm.h>
45 #include <sys/zfs_znode.h>
46 #endif
47
48 const dmu_object_type_info_t dmu_ot[DMU_OT_NUMTYPES] = {
49         {       byteswap_uint8_array,   TRUE,   "unallocated"           },
50         {       zap_byteswap,           TRUE,   "object directory"      },
51         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "object array"          },
52         {       byteswap_uint8_array,   TRUE,   "packed nvlist"         },
53         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "packed nvlist size"    },
54         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "bplist"                },
55         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "bplist header"         },
56         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "SPA space map header"  },
57         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "SPA space map"         },
58         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "ZIL intent log"        },
59         {       dnode_buf_byteswap,     TRUE,   "DMU dnode"             },
60         {       dmu_objset_byteswap,    TRUE,   "DMU objset"            },
61         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "DSL directory"         },
62         {       zap_byteswap,           TRUE,   "DSL directory child map"},
63         {       zap_byteswap,           TRUE,   "DSL dataset snap map"  },
64         {       zap_byteswap,           TRUE,   "DSL props"             },
65         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "DSL dataset"           },
66         {       zfs_znode_byteswap,     TRUE,   "ZFS znode"             },
67         {       zfs_oldacl_byteswap,    TRUE,   "ZFS V0 ACL"            },
68         {       byteswap_uint8_array,   FALSE,  "ZFS plain file"        },
69         {       zap_byteswap,           TRUE,   "ZFS directory"         },
70         {       zap_byteswap,           TRUE,   "ZFS master node"       },
71         {       zap_byteswap,           TRUE,   "ZFS delete queue"      },
72         {       byteswap_uint8_array,   FALSE,  "zvol object"           },
73         {       zap_byteswap,           TRUE,   "zvol prop"             },
74         {       byteswap_uint8_array,   FALSE,  "other uint8[]"         },
75         {       byteswap_uint64_array,  FALSE,  "other uint64[]"        },
76         {       zap_byteswap,           TRUE,   "other ZAP"             },
77         {       zap_byteswap,           TRUE,   "persistent error log"  },
78         {       byteswap_uint8_array,   TRUE,   "SPA history"           },
79         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "SPA history offsets"   },
80         {       zap_byteswap,           TRUE,   "Pool properties"       },
81         {       zap_byteswap,           TRUE,   "DSL permissions"       },
82         {       zfs_acl_byteswap,       TRUE,   "ZFS ACL"               },
83         {       byteswap_uint8_array,   TRUE,   "ZFS SYSACL"            },
84         {       byteswap_uint8_array,   TRUE,   "FUID table"            },
85         {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "FUID table size"       },
86         {       zap_byteswap,           TRUE,   "DSL dataset next clones"},
87         {       zap_byteswap,           TRUE,   "scrub work queue"      },
88         {       zap_byteswap,           TRUE,   "ZFS user/group used"   },
89         {       zap_byteswap,           TRUE,   "ZFS user/group quota"  },
90         {       zap_byteswap,           TRUE,   "snapshot refcount tags"},
91 };
92
93 int
94 dmu_buf_hold(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
95     void *tag, dmu_buf_t **dbp)
96 {
97         dnode_t *dn;
98         uint64_t blkid;
99         dmu_buf_impl_t *db;
100         int err;
101
102         err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
103         if (err)
104                 return (err);
105         blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
106         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
107         db = dbuf_hold(dn, blkid, tag);
108         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
109         if (db == NULL) {
110                 err = EIO;
111         } else {
112                 err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
113                 if (err) {
114                         dbuf_rele(db, tag);
115                         db = NULL;
116                 }
117         }
118
119         dnode_rele(dn, FTAG);
120         *dbp = &db->db;
121         return (err);
122 }
123
124 int
125 dmu_bonus_max(void)
126 {
127         return (DN_MAX_BONUSLEN);
128 }
129
130 int
131 dmu_set_bonus(dmu_buf_t *db, int newsize, dmu_tx_t *tx)
132 {
133         dnode_t *dn = ((dmu_buf_impl_t *)db)->db_dnode;
134
135         if (dn->dn_bonus != (dmu_buf_impl_t *)db)
136                 return (EINVAL);
137         if (newsize < 0 || newsize > db->db_size)
138                 return (EINVAL);
139         dnode_setbonuslen(dn, newsize, tx);
140         return (0);
141 }
142
143 /*
144  * returns ENOENT, EIO, or 0.
145  */
146 int
147 dmu_bonus_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
148 {
149         dnode_t *dn;
150         dmu_buf_impl_t *db;
151         int error;
152
153         error = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
154         if (error)
155                 return (error);
156
157         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
158         if (dn->dn_bonus == NULL) {
159                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
160                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
161                 if (dn->dn_bonus == NULL)
162                         dbuf_create_bonus(dn);
163         }
164         db = dn->dn_bonus;
165         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
166
167         /* as long as the bonus buf is held, the dnode will be held */
168         if (refcount_add(&db->db_holds, tag) == 1)
169                 VERIFY(dnode_add_ref(dn, db));
170
171         dnode_rele(dn, FTAG);
172
173         VERIFY(0 == dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED));
174
175         *dbp = &db->db;
176         return (0);
177 }
178
179 /*
180  * Note: longer-term, we should modify all of the dmu_buf_*() interfaces
181  * to take a held dnode rather than <os, object> -- the lookup is wasteful,
182  * and can induce severe lock contention when writing to several files
183  * whose dnodes are in the same block.
184  */
185 static int
186 dmu_buf_hold_array_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t length,
187     int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp, uint32_t flags)
188 {
189         dsl_pool_t *dp = NULL;
190         dmu_buf_t **dbp;
191         uint64_t blkid, nblks, i;
192         uint32_t dbuf_flags;
193         int err;
194         zio_t *zio;
195         hrtime_t start;
196
197         ASSERT(length <= DMU_MAX_ACCESS);
198
199         dbuf_flags = DB_RF_CANFAIL | DB_RF_NEVERWAIT | DB_RF_HAVESTRUCT;
200         if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH || length > zfetch_array_rd_sz)
201                 dbuf_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
202
203         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
204         if (dn->dn_datablkshift) {
205                 int blkshift = dn->dn_datablkshift;
206                 nblks = (P2ROUNDUP(offset+length, 1ULL<<blkshift) -
207                     P2ALIGN(offset, 1ULL<<blkshift)) >> blkshift;
208         } else {
209                 if (offset + length > dn->dn_datablksz) {
210                         zfs_panic_recover("zfs: accessing past end of object "
211                             "%llx/%llx (size=%u access=%llu+%llu)",
212                             (longlong_t)dn->dn_objset->
213                             os_dsl_dataset->ds_object,
214                             (longlong_t)dn->dn_object, dn->dn_datablksz,
215                             (longlong_t)offset, (longlong_t)length);
216                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
217                         return (EIO);
218                 }
219                 nblks = 1;
220         }
221         dbp = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_t *) * nblks, KM_SLEEP);
222
223         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset)
224                 dp = dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_dir->dd_pool;
225         if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
226                 start = gethrtime();
227         zio = zio_root(dn->dn_objset->os_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
228         blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
229         for (i = 0; i < nblks; i++) {
230                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold(dn, blkid+i, tag);
231                 if (db == NULL) {
232                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
233                         dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
234                         zio_nowait(zio);
235                         return (EIO);
236                 }
237                 /* initiate async i/o */
238                 if (read) {
239                         (void) dbuf_read(db, zio, dbuf_flags);
240                 }
241                 dbp[i] = &db->db;
242         }
243         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
244
245         /* wait for async i/o */
246         err = zio_wait(zio);
247         /* track read overhead when we are in sync context */
248         if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
249                 dp->dp_read_overhead += gethrtime() - start;
250         if (err) {
251                 dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
252                 return (err);
253         }
254
255         /* wait for other io to complete */
256         if (read) {
257                 for (i = 0; i < nblks; i++) {
258                         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbp[i];
259                         mutex_enter(&db->db_mtx);
260                         while (db->db_state == DB_READ ||
261                             db->db_state == DB_FILL)
262                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
263                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
264                                 err = EIO;
265                         mutex_exit(&db->db_mtx);
266                         if (err) {
267                                 dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
268                                 return (err);
269                         }
270                 }
271         }
272
273         *numbufsp = nblks;
274         *dbpp = dbp;
275         return (0);
276 }
277
278 static int
279 dmu_buf_hold_array(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
280     uint64_t length, int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp)
281 {
282         dnode_t *dn;
283         int err;
284
285         err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
286         if (err)
287                 return (err);
288
289         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, length, read, tag,
290             numbufsp, dbpp, DMU_READ_PREFETCH);
291
292         dnode_rele(dn, FTAG);
293
294         return (err);
295 }
296
297 int
298 dmu_buf_hold_array_by_bonus(dmu_buf_t *db, uint64_t offset,
299     uint64_t length, int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp)
300 {
301         dnode_t *dn = ((dmu_buf_impl_t *)db)->db_dnode;
302         int err;
303
304         err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, length, read, tag,
305             numbufsp, dbpp, DMU_READ_PREFETCH);
306
307         return (err);
308 }
309
310 void
311 dmu_buf_rele_array(dmu_buf_t **dbp_fake, int numbufs, void *tag)
312 {
313         int i;
314         dmu_buf_impl_t **dbp = (dmu_buf_impl_t **)dbp_fake;
315
316         if (numbufs == 0)
317                 return;
318
319         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
320                 if (dbp[i])
321                         dbuf_rele(dbp[i], tag);
322         }
323
324         kmem_free(dbp, sizeof (dmu_buf_t *) * numbufs);
325 }
326
327 void
328 dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t len)
329 {
330         dnode_t *dn;
331         uint64_t blkid;
332         int nblks, i, err;
333
334         if (zfs_prefetch_disable)
335                 return;
336
337         if (len == 0) {  /* they're interested in the bonus buffer */
338                 dn = os->os->os_meta_dnode;
339
340                 if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
341                         return;
342
343                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
344                 blkid = dbuf_whichblock(dn, object * sizeof (dnode_phys_t));
345                 dbuf_prefetch(dn, blkid);
346                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
347                 return;
348         }
349
350         /*
351          * XXX - Note, if the dnode for the requested object is not
352          * already cached, we will do a *synchronous* read in the
353          * dnode_hold() call.  The same is true for any indirects.
354          */
355         err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
356         if (err != 0)
357                 return;
358
359         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
360         if (dn->dn_datablkshift) {
361                 int blkshift = dn->dn_datablkshift;
362                 nblks = (P2ROUNDUP(offset+len, 1<<blkshift) -
363                     P2ALIGN(offset, 1<<blkshift)) >> blkshift;
364         } else {
365                 nblks = (offset < dn->dn_datablksz);
366         }
367
368         if (nblks != 0) {
369                 blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
370                 for (i = 0; i < nblks; i++)
371                         dbuf_prefetch(dn, blkid+i);
372         }
373
374         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
375
376         dnode_rele(dn, FTAG);
377 }
378
379 /*
380  * Get the next "chunk" of file data to free.  We traverse the file from
381  * the end so that the file gets shorter over time (if we crashes in the
382  * middle, this will leave us in a better state).  We find allocated file
383  * data by simply searching the allocated level 1 indirects.
384  */
385 static int
386 get_next_chunk(dnode_t *dn, uint64_t *start, uint64_t limit)
387 {
388         uint64_t len = *start - limit;
389         uint64_t blkcnt = 0;
390         uint64_t maxblks = DMU_MAX_ACCESS / (1ULL << (dn->dn_indblkshift + 1));
391         uint64_t iblkrange =
392             dn->dn_datablksz * EPB(dn->dn_indblkshift, SPA_BLKPTRSHIFT);
393
394         ASSERT(limit <= *start);
395
396         if (len <= iblkrange * maxblks) {
397                 *start = limit;
398                 return (0);
399         }
400         ASSERT(ISP2(iblkrange));
401
402         while (*start > limit && blkcnt < maxblks) {
403                 int err;
404
405                 /* find next allocated L1 indirect */
406                 err = dnode_next_offset(dn,
407                     DNODE_FIND_BACKWARDS, start, 2, 1, 0);
408
409                 /* if there are no more, then we are done */
410                 if (err == ESRCH) {
411                         *start = limit;
412                         return (0);
413                 } else if (err) {
414                         return (err);
415                 }
416                 blkcnt += 1;
417
418                 /* reset offset to end of "next" block back */
419                 *start = P2ALIGN(*start, iblkrange);
420                 if (*start <= limit)
421                         *start = limit;
422                 else
423                         *start -= 1;
424         }
425         return (0);
426 }
427
428 static int
429 dmu_free_long_range_impl(objset_t *os, dnode_t *dn, uint64_t offset,
430     uint64_t length, boolean_t free_dnode)
431 {
432         dmu_tx_t *tx;
433         uint64_t object_size, start, end, len;
434         boolean_t trunc = (length == DMU_OBJECT_END);
435         int align, err;
436
437         align = 1 << dn->dn_datablkshift;
438         ASSERT(align > 0);
439         object_size = align == 1 ? dn->dn_datablksz :
440             (dn->dn_maxblkid + 1) << dn->dn_datablkshift;
441
442         end = offset + length;
443         if (trunc || end > object_size)
444                 end = object_size;
445         if (end <= offset)
446                 return (0);
447         length = end - offset;
448
449         while (length) {
450                 start = end;
451                 /* assert(offset <= start) */
452                 err = get_next_chunk(dn, &start, offset);
453                 if (err)
454                         return (err);
455                 len = trunc ? DMU_OBJECT_END : end - start;
456
457                 tx = dmu_tx_create(os);
458                 dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object, start, len);
459                 err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
460                 if (err) {
461                         dmu_tx_abort(tx);
462                         return (err);
463                 }
464
465                 dnode_free_range(dn, start, trunc ? -1 : len, tx);
466
467                 if (start == 0 && free_dnode) {
468                         ASSERT(trunc);
469                         dnode_free(dn, tx);
470                 }
471
472                 length -= end - start;
473
474                 dmu_tx_commit(tx);
475                 end = start;
476         }
477         return (0);
478 }
479
480 int
481 dmu_free_long_range(objset_t *os, uint64_t object,
482     uint64_t offset, uint64_t length)
483 {
484         dnode_t *dn;
485         int err;
486
487         err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
488         if (err != 0)
489                 return (err);
490         err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, offset, length, FALSE);
491         dnode_rele(dn, FTAG);
492         return (err);
493 }
494
495 int
496 dmu_free_object(objset_t *os, uint64_t object)
497 {
498         dnode_t *dn;
499         dmu_tx_t *tx;
500         int err;
501
502         err = dnode_hold_impl(os->os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED,
503             FTAG, &dn);
504         if (err != 0)
505                 return (err);
506         if (dn->dn_nlevels == 1) {
507                 tx = dmu_tx_create(os);
508                 dmu_tx_hold_bonus(tx, object);
509                 dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object, 0, DMU_OBJECT_END);
510                 err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
511                 if (err == 0) {
512                         dnode_free_range(dn, 0, DMU_OBJECT_END, tx);
513                         dnode_free(dn, tx);
514                         dmu_tx_commit(tx);
515                 } else {
516                         dmu_tx_abort(tx);
517                 }
518         } else {
519                 err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, 0, DMU_OBJECT_END, TRUE);
520         }
521         dnode_rele(dn, FTAG);
522         return (err);
523 }
524
525 int
526 dmu_free_range(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
527     uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
528 {
529         dnode_t *dn;
530         int err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
531         if (err)
532                 return (err);
533         ASSERT(offset < UINT64_MAX);
534         ASSERT(size == -1ULL || size <= UINT64_MAX - offset);
535         dnode_free_range(dn, offset, size, tx);
536         dnode_rele(dn, FTAG);
537         return (0);
538 }
539
540 int
541 dmu_read(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
542     void *buf, uint32_t flags)
543 {
544         dnode_t *dn;
545         dmu_buf_t **dbp;
546         int numbufs, err;
547
548         err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
549         if (err)
550                 return (err);
551
552         /*
553          * Deal with odd block sizes, where there can't be data past the first
554          * block.  If we ever do the tail block optimization, we will need to
555          * handle that here as well.
556          */
557         if (dn->dn_maxblkid == 0) {
558                 int newsz = offset > dn->dn_datablksz ? 0 :
559                     MIN(size, dn->dn_datablksz - offset);
560                 bzero((char *)buf + newsz, size - newsz);
561                 size = newsz;
562         }
563
564         while (size > 0) {
565                 uint64_t mylen = MIN(size, DMU_MAX_ACCESS / 2);
566                 int i;
567
568                 /*
569                  * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
570                  * to be reading in parallel.
571                  */
572                 err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, offset, mylen,
573                     TRUE, FTAG, &numbufs, &dbp, flags);
574                 if (err)
575                         break;
576
577                 for (i = 0; i < numbufs; i++) {
578                         int tocpy;
579                         int bufoff;
580                         dmu_buf_t *db = dbp[i];
581
582                         ASSERT(size > 0);
583
584                         bufoff = offset - db->db_offset;
585                         tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
586
587                         bcopy((char *)db->db_data + bufoff, buf, tocpy);
588
589                         offset += tocpy;
590                         size -= tocpy;
591                         buf = (char *)buf + tocpy;
592                 }
593                 dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
594         }
595         dnode_rele(dn, FTAG);
596         return (err);
597 }
598
599 void
600 dmu_write(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
601     const void *buf, dmu_tx_t *tx)
602 {
603         dmu_buf_t **dbp;
604         int numbufs, i;
605
606         if (size == 0)
607                 return;
608
609         VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
610             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
611
612         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
613                 int tocpy;
614                 int bufoff;
615                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
616
617                 ASSERT(size > 0);
618
619                 bufoff = offset - db->db_offset;
620                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
621
622                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
623
624                 if (tocpy == db->db_size)
625                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
626                 else
627                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
628
629                 bcopy(buf, (char *)db->db_data + bufoff, tocpy);
630
631                 if (tocpy == db->db_size)
632                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
633
634                 offset += tocpy;
635                 size -= tocpy;
636                 buf = (char *)buf + tocpy;
637         }
638         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
639 }
640
641 void
642 dmu_prealloc(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
643     dmu_tx_t *tx)
644 {
645         dmu_buf_t **dbp;
646         int numbufs, i;
647
648         if (size == 0)
649                 return;
650
651         VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
652             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
653
654         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
655                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
656
657                 dmu_buf_will_not_fill(db, tx);
658         }
659         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
660 }
661
662 #ifdef _KERNEL
663 int
664 dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
665 {
666         dmu_buf_t **dbp;
667         int numbufs, i, err;
668
669         /*
670          * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
671          * to be reading in parallel.
672          */
673         err = dmu_buf_hold_array(os, object, uio->uio_loffset, size, TRUE, FTAG,
674             &numbufs, &dbp);
675         if (err)
676                 return (err);
677
678         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
679                 int tocpy;
680                 int bufoff;
681                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
682
683                 ASSERT(size > 0);
684
685                 bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
686                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
687
688                 err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
689                     UIO_READ, uio);
690                 if (err)
691                         break;
692
693                 size -= tocpy;
694         }
695         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
696
697         return (err);
698 }
699
700 int
701 dmu_write_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size,
702     dmu_tx_t *tx)
703 {
704         dmu_buf_t **dbp;
705         int numbufs, i;
706         int err = 0;
707
708         if (size == 0)
709                 return (0);
710
711         err = dmu_buf_hold_array(os, object, uio->uio_loffset, size,
712             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp);
713         if (err)
714                 return (err);
715
716         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
717                 int tocpy;
718                 int bufoff;
719                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
720
721                 ASSERT(size > 0);
722
723                 bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
724                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
725
726                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
727
728                 if (tocpy == db->db_size)
729                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
730                 else
731                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
732
733                 /*
734                  * XXX uiomove could block forever (eg. nfs-backed
735                  * pages).  There needs to be a uiolockdown() function
736                  * to lock the pages in memory, so that uiomove won't
737                  * block.
738                  */
739                 err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
740                     UIO_WRITE, uio);
741
742                 if (tocpy == db->db_size)
743                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
744
745                 if (err)
746                         break;
747
748                 size -= tocpy;
749         }
750         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
751         return (err);
752 }
753
754 int
755 dmu_write_pages(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
756     page_t *pp, dmu_tx_t *tx)
757 {
758         dmu_buf_t **dbp;
759         int numbufs, i;
760         int err;
761
762         if (size == 0)
763                 return (0);
764
765         err = dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
766             FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp);
767         if (err)
768                 return (err);
769
770         for (i = 0; i < numbufs; i++) {
771                 int tocpy, copied, thiscpy;
772                 int bufoff;
773                 dmu_buf_t *db = dbp[i];
774                 caddr_t va;
775
776                 ASSERT(size > 0);
777                 ASSERT3U(db->db_size, >=, PAGESIZE);
778
779                 bufoff = offset - db->db_offset;
780                 tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
781
782                 ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
783
784                 if (tocpy == db->db_size)
785                         dmu_buf_will_fill(db, tx);
786                 else
787                         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
788
789                 for (copied = 0; copied < tocpy; copied += PAGESIZE) {
790                         ASSERT3U(pp->p_offset, ==, db->db_offset + bufoff);
791                         thiscpy = MIN(PAGESIZE, tocpy - copied);
792                         va = zfs_map_page(pp, S_READ);
793                         bcopy(va, (char *)db->db_data + bufoff, thiscpy);
794                         zfs_unmap_page(pp, va);
795                         pp = pp->p_next;
796                         bufoff += PAGESIZE;
797                 }
798
799                 if (tocpy == db->db_size)
800                         dmu_buf_fill_done(db, tx);
801
802                 offset += tocpy;
803                 size -= tocpy;
804         }
805         dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
806         return (err);
807 }
808 #endif
809
810 /*
811  * Allocate a loaned anonymous arc buffer.
812  */
813 arc_buf_t *
814 dmu_request_arcbuf(dmu_buf_t *handle, int size)
815 {
816         dnode_t *dn = ((dmu_buf_impl_t *)handle)->db_dnode;
817
818         return (arc_loan_buf(dn->dn_objset->os_spa, size));
819 }
820
821 /*
822  * Free a loaned arc buffer.
823  */
824 void
825 dmu_return_arcbuf(arc_buf_t *buf)
826 {
827         arc_return_buf(buf, FTAG);
828         VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, FTAG) == 1);
829 }
830
831 /*
832  * When possible directly assign passed loaned arc buffer to a dbuf.
833  * If this is not possible copy the contents of passed arc buf via
834  * dmu_write().
835  */
836 void
837 dmu_assign_arcbuf(dmu_buf_t *handle, uint64_t offset, arc_buf_t *buf,
838     dmu_tx_t *tx)
839 {
840         dnode_t *dn = ((dmu_buf_impl_t *)handle)->db_dnode;
841         dmu_buf_impl_t *db;
842         uint32_t blksz = (uint32_t)arc_buf_size(buf);
843         uint64_t blkid;
844
845         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
846         blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
847         VERIFY((db = dbuf_hold(dn, blkid, FTAG)) != NULL);
848         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
849
850         if (offset == db->db.db_offset && blksz == db->db.db_size) {
851                 dbuf_assign_arcbuf(db, buf, tx);
852                 dbuf_rele(db, FTAG);
853         } else {
854                 dbuf_rele(db, FTAG);
855                 ASSERT(dn->dn_objset->os.os == dn->dn_objset);
856                 dmu_write(&dn->dn_objset->os, dn->dn_object, offset, blksz,
857                     buf->b_data, tx);
858                 dmu_return_arcbuf(buf);
859         }
860 }
861
862 typedef struct {
863         dbuf_dirty_record_t     *dr;
864         dmu_sync_cb_t           *done;
865         void                    *arg;
866 } dmu_sync_arg_t;
867
868 /* ARGSUSED */
869 static void
870 dmu_sync_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
871 {
872         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
873
874         if (!BP_IS_HOLE(bp)) {
875                 dmu_sync_arg_t *in = varg;
876                 dbuf_dirty_record_t *dr = in->dr;
877                 dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
878                 ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == db->db_dnode->dn_type);
879                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
880                 bp->blk_fill = 1;
881         }
882 }
883
884 /* ARGSUSED */
885 static void
886 dmu_sync_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
887 {
888         dmu_sync_arg_t *in = varg;
889         dbuf_dirty_record_t *dr = in->dr;
890         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
891         dmu_sync_cb_t *done = in->done;
892
893         mutex_enter(&db->db_mtx);
894         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC);
895         dr->dt.dl.dr_overridden_by = *zio->io_bp; /* structure assignment */
896         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
897         cv_broadcast(&db->db_changed);
898         mutex_exit(&db->db_mtx);
899
900         if (done)
901                 done(&(db->db), in->arg);
902
903         kmem_free(in, sizeof (dmu_sync_arg_t));
904 }
905
906 /*
907  * Intent log support: sync the block associated with db to disk.
908  * N.B. and XXX: the caller is responsible for making sure that the
909  * data isn't changing while dmu_sync() is writing it.
910  *
911  * Return values:
912  *
913  *      EEXIST: this txg has already been synced, so there's nothing to to.
914  *              The caller should not log the write.
915  *
916  *      ENOENT: the block was dbuf_free_range()'d, so there's nothing to do.
917  *              The caller should not log the write.
918  *
919  *      EALREADY: this block is already in the process of being synced.
920  *              The caller should track its progress (somehow).
921  *
922  *      EINPROGRESS: the IO has been initiated.
923  *              The caller should log this blkptr in the callback.
924  *
925  *      0: completed.  Sets *bp to the blkptr just written.
926  *              The caller should log this blkptr immediately.
927  */
928 int
929 dmu_sync(zio_t *pio, dmu_buf_t *db_fake,
930     blkptr_t *bp, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, void *arg)
931 {
932         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
933         objset_impl_t *os = db->db_objset;
934         dsl_pool_t *dp = os->os_dsl_dataset->ds_dir->dd_pool;
935         tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
936         dbuf_dirty_record_t *dr;
937         dmu_sync_arg_t *in;
938         zbookmark_t zb;
939         writeprops_t wp = { 0 };
940         zio_t *zio;
941         int err;
942
943         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
944         ASSERT(txg != 0);
945
946         dprintf("dmu_sync txg=%llu, s,o,q %llu %llu %llu\n",
947             txg, tx->tx_synced_txg, tx->tx_open_txg, tx->tx_quiesced_txg);
948
949         /*
950          * XXX - would be nice if we could do this without suspending...
951          */
952         txg_suspend(dp);
953
954         /*
955          * If this txg already synced, there's nothing to do.
956          */
957         if (txg <= tx->tx_synced_txg) {
958                 txg_resume(dp);
959                 /*
960                  * If we're running ziltest, we need the blkptr regardless.
961                  */
962                 if (txg > spa_freeze_txg(dp->dp_spa)) {
963                         /* if db_blkptr == NULL, this was an empty write */
964                         if (db->db_blkptr)
965                                 *bp = *db->db_blkptr; /* structure assignment */
966                         return (0);
967                 }
968                 return (EEXIST);
969         }
970
971         mutex_enter(&db->db_mtx);
972
973         if (txg == tx->tx_syncing_txg) {
974                 while (db->db_data_pending) {
975                         /*
976                          * IO is in-progress.  Wait for it to finish.
977                          * XXX - would be nice to be able to somehow "attach"
978                          * this zio to the parent zio passed in.
979                          */
980                         cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
981                         if (!db->db_data_pending &&
982                             db->db_blkptr && BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
983                                 /*
984                                  * IO was compressed away
985                                  */
986                                 *bp = *db->db_blkptr; /* structure assignment */
987                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
988                                 txg_resume(dp);
989                                 return (0);
990                         }
991                         ASSERT(db->db_data_pending ||
992                             (db->db_blkptr && db->db_blkptr->blk_birth == txg));
993                 }
994
995                 if (db->db_blkptr && db->db_blkptr->blk_birth == txg) {
996                         /*
997                          * IO is already completed.
998                          */
999                         *bp = *db->db_blkptr; /* structure assignment */
1000                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1001                         txg_resume(dp);
1002                         return (0);
1003                 }
1004         }
1005
1006         dr = db->db_last_dirty;
1007         while (dr && dr->dr_txg > txg)
1008                 dr = dr->dr_next;
1009         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg) {
1010                 /*
1011                  * This dbuf isn't dirty, must have been free_range'd.
1012                  * There's no need to log writes to freed blocks, so we're done.
1013                  */
1014                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1015                 txg_resume(dp);
1016                 return (ENOENT);
1017         }
1018
1019         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1020         if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
1021                 /*
1022                  * We have already issued a sync write for this buffer.
1023                  */
1024                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1025                 txg_resume(dp);
1026                 return (EALREADY);
1027         } else if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
1028                 /*
1029                  * This buffer has already been synced.  It could not
1030                  * have been dirtied since, or we would have cleared the state.
1031                  */
1032                 *bp = dr->dt.dl.dr_overridden_by; /* structure assignment */
1033                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1034                 txg_resume(dp);
1035                 return (0);
1036         }
1037
1038         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_IN_DMU_SYNC;
1039         in = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
1040         in->dr = dr;
1041         in->done = done;
1042         in->arg = arg;
1043         mutex_exit(&db->db_mtx);
1044         txg_resume(dp);
1045
1046         zb.zb_objset = os->os_dsl_dataset->ds_object;
1047         zb.zb_object = db->db.db_object;
1048         zb.zb_level = db->db_level;
1049         zb.zb_blkid = db->db_blkid;
1050
1051         wp.wp_type = db->db_dnode->dn_type;
1052         wp.wp_level = db->db_level;
1053         wp.wp_copies = os->os_copies;
1054         wp.wp_dnchecksum = db->db_dnode->dn_checksum;
1055         wp.wp_oschecksum = os->os_checksum;
1056         wp.wp_dncompress = db->db_dnode->dn_compress;
1057         wp.wp_oscompress = os->os_compress;
1058
1059         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1060
1061         zio = arc_write(pio, os->os_spa, &wp, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
1062             txg, bp, dr->dt.dl.dr_data, dmu_sync_ready, dmu_sync_done, in,
1063             ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
1064         if (pio) {
1065                 zio_nowait(zio);
1066                 err = EINPROGRESS;
1067         } else {
1068                 err = zio_wait(zio);
1069                 ASSERT(err == 0);
1070         }
1071         return (err);
1072 }
1073
1074 int
1075 dmu_object_set_blocksize(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t size, int ibs,
1076         dmu_tx_t *tx)
1077 {
1078         dnode_t *dn;
1079         int err;
1080
1081         err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
1082         if (err)
1083                 return (err);
1084         err = dnode_set_blksz(dn, size, ibs, tx);
1085         dnode_rele(dn, FTAG);
1086         return (err);
1087 }
1088
1089 void
1090 dmu_object_set_checksum(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t checksum,
1091         dmu_tx_t *tx)
1092 {
1093         dnode_t *dn;
1094
1095         /* XXX assumes dnode_hold will not get an i/o error */
1096         (void) dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
1097         ASSERT(checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
1098         dn->dn_checksum = checksum;
1099         dnode_setdirty(dn, tx);
1100         dnode_rele(dn, FTAG);
1101 }
1102
1103 void
1104 dmu_object_set_compress(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t compress,
1105         dmu_tx_t *tx)
1106 {
1107         dnode_t *dn;
1108
1109         /* XXX assumes dnode_hold will not get an i/o error */
1110         (void) dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
1111         ASSERT(compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS);
1112         dn->dn_compress = compress;
1113         dnode_setdirty(dn, tx);
1114         dnode_rele(dn, FTAG);
1115 }
1116
1117 int
1118 dmu_offset_next(objset_t *os, uint64_t object, boolean_t hole, uint64_t *off)
1119 {
1120         dnode_t *dn;
1121         int i, err;
1122
1123         err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
1124         if (err)
1125                 return (err);
1126         /*
1127          * Sync any current changes before
1128          * we go trundling through the block pointers.
1129          */
1130         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1131                 if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]))
1132                         break;
1133         }
1134         if (i != TXG_SIZE) {
1135                 dnode_rele(dn, FTAG);
1136                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
1137                 err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
1138                 if (err)
1139                         return (err);
1140         }
1141
1142         err = dnode_next_offset(dn, (hole ? DNODE_FIND_HOLE : 0), off, 1, 1, 0);
1143         dnode_rele(dn, FTAG);
1144
1145         return (err);
1146 }
1147
1148 void
1149 dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
1150 {
1151         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1152         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1153
1154         doi->doi_data_block_size = dn->dn_datablksz;
1155         doi->doi_metadata_block_size = dn->dn_indblkshift ?
1156             1ULL << dn->dn_indblkshift : 0;
1157         doi->doi_indirection = dn->dn_nlevels;
1158         doi->doi_checksum = dn->dn_checksum;
1159         doi->doi_compress = dn->dn_compress;
1160         doi->doi_physical_blks = (DN_USED_BYTES(dn->dn_phys) +
1161             SPA_MINBLOCKSIZE/2) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
1162         doi->doi_max_block_offset = dn->dn_phys->dn_maxblkid;
1163         doi->doi_type = dn->dn_type;
1164         doi->doi_bonus_size = dn->dn_bonuslen;
1165         doi->doi_bonus_type = dn->dn_bonustype;
1166
1167         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1168         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Get information on a DMU object.
1173  * If doi is NULL, just indicates whether the object exists.
1174  */
1175 int
1176 dmu_object_info(objset_t *os, uint64_t object, dmu_object_info_t *doi)
1177 {
1178         dnode_t *dn;
1179         int err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
1180
1181         if (err)
1182                 return (err);
1183
1184         if (doi != NULL)
1185                 dmu_object_info_from_dnode(dn, doi);
1186
1187         dnode_rele(dn, FTAG);
1188         return (0);
1189 }
1190
1191 /*
1192  * As above, but faster; can be used when you have a held dbuf in hand.
1193  */
1194 void
1195 dmu_object_info_from_db(dmu_buf_t *db, dmu_object_info_t *doi)
1196 {
1197         dmu_object_info_from_dnode(((dmu_buf_impl_t *)db)->db_dnode, doi);
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Faster still when you only care about the size.
1202  * This is specifically optimized for zfs_getattr().
1203  */
1204 void
1205 dmu_object_size_from_db(dmu_buf_t *db, uint32_t *blksize, u_longlong_t *nblk512)
1206 {
1207         dnode_t *dn = ((dmu_buf_impl_t *)db)->db_dnode;
1208
1209         *blksize = dn->dn_datablksz;
1210         /* add 1 for dnode space */
1211         *nblk512 = ((DN_USED_BYTES(dn->dn_phys) + SPA_MINBLOCKSIZE/2) >>
1212             SPA_MINBLOCKSHIFT) + 1;
1213 }
1214
1215 void
1216 byteswap_uint64_array(void *vbuf, size_t size)
1217 {
1218         uint64_t *buf = vbuf;
1219         size_t count = size >> 3;
1220         int i;
1221
1222         ASSERT((size & 7) == 0);
1223
1224         for (i = 0; i < count; i++)
1225                 buf[i] = BSWAP_64(buf[i]);
1226 }
1227
1228 void
1229 byteswap_uint32_array(void *vbuf, size_t size)
1230 {
1231         uint32_t *buf = vbuf;
1232         size_t count = size >> 2;
1233         int i;
1234
1235         ASSERT((size & 3) == 0);
1236
1237         for (i = 0; i < count; i++)
1238                 buf[i] = BSWAP_32(buf[i]);
1239 }
1240
1241 void
1242 byteswap_uint16_array(void *vbuf, size_t size)
1243 {
1244         uint16_t *buf = vbuf;
1245         size_t count = size >> 1;
1246         int i;
1247
1248         ASSERT((size & 1) == 0);
1249
1250         for (i = 0; i < count; i++)
1251                 buf[i] = BSWAP_16(buf[i]);
1252 }
1253
1254 /* ARGSUSED */
1255 void
1256 byteswap_uint8_array(void *vbuf, size_t size)
1257 {
1258 }
1259
1260 void
1261 dmu_init(void)
1262 {
1263         dbuf_init();
1264         dnode_init();
1265         arc_init();
1266         l2arc_init();
1267 }
1268
1269 void
1270 dmu_fini(void)
1271 {
1272         arc_fini();
1273         dnode_fini();
1274         dbuf_fini();
1275         l2arc_fini();
1276 }