module/zfs/include/sys/dbuf.h

   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  */
  24
  25 #ifndef _SYS_DBUF_H
  26 #define _SYS_DBUF_H
  27
  28 #include <sys/dmu.h>
  29 #include <sys/spa.h>
  30 #include <sys/txg.h>
  31 #include <sys/zio.h>
  32 #include <sys/arc.h>
  33 #include <sys/zfs_context.h>
  34 #include <sys/refcount.h>
  35
  36 #ifdef  __cplusplus
  37 extern "C" {
  38 #endif
  39
  40 #define IN_DMU_SYNC 2
  41
  42 /*
  43  * define flags for dbuf_read
  44  */
  45
  46 #define DB_RF_MUST_SUCCEED      (1 << 0)
  47 #define DB_RF_CANFAIL           (1 << 1)
  48 #define DB_RF_HAVESTRUCT        (1 << 2)
  49 #define DB_RF_NOPREFETCH        (1 << 3)
  50 #define DB_RF_NEVERWAIT         (1 << 4)
  51 #define DB_RF_CACHED            (1 << 5)
  52
  53 /*
  54  * The simplified state transition diagram for dbufs looks like:
  55  *
  56  *              +----> READ ----+
  57  *              |               |
  58  *              |               V
  59  *  (alloc)-->UNCACHED       CACHED-->EVICTING-->(free)
  60  *              |               ^        ^
  61  *              |               |        |
  62  *              +----> FILL ----+        |
  63  *              |                        |
  64  *              |                        |
  65  *              +--------> NOFILL -------+
  66  */
  67 typedef enum dbuf_states {
  68         DB_UNCACHED,
  69         DB_FILL,
  70         DB_NOFILL,
  71         DB_READ,
  72         DB_CACHED,
  73         DB_EVICTING
  74 } dbuf_states_t;
  75
  76 struct dnode;
  77 struct dmu_tx;
  78
  79 /*
  80  * level = 0 means the user data
  81  * level = 1 means the single indirect block
  82  * etc.
  83  */
  84
  85 #define LIST_LINK_INACTIVE(link) \
  86         ((link)->list_next == NULL && (link)->list_prev == NULL)
  87
  88 struct dmu_buf_impl;
  89
  90 typedef enum override_states {
  91         DR_NOT_OVERRIDDEN,
  92         DR_IN_DMU_SYNC,
  93         DR_OVERRIDDEN
  94 } override_states_t;
  95
  96 typedef struct dbuf_dirty_record {
  97         /* link on our parents dirty list */
  98         list_node_t dr_dirty_node;
  99
 100         /* transaction group this data will sync in */
 101         uint64_t dr_txg;
 102
 103         /* zio of outstanding write IO */
 104         zio_t *dr_zio;
 105
 106         /* pointer back to our dbuf */
 107         struct dmu_buf_impl *dr_dbuf;
 108
 109         /* pointer to next dirty record */
 110         struct dbuf_dirty_record *dr_next;
 111
 112         /* pointer to parent dirty record */
 113         struct dbuf_dirty_record *dr_parent;
 114
 115         union dirty_types {
 116                 struct dirty_indirect {
 117
 118                         /* protect access to list */
 119                         kmutex_t dr_mtx;
 120
 121                         /* Our list of dirty children */
 122                         list_t dr_children;
 123                 } di;
 124                 struct dirty_leaf {
 125
 126                         /*
 127                          * dr_data is set when we dirty the buffer
 128                          * so that we can retain the pointer even if it
 129                          * gets COW'd in a subsequent transaction group.
 130                          */
 131                         arc_buf_t *dr_data;
 132                         blkptr_t dr_overridden_by;
 133                         override_states_t dr_override_state;
 134                         uint8_t dr_copies;
 135                 } dl;
 136         } dt;
 137 } dbuf_dirty_record_t;
 138
 139 typedef struct dmu_buf_impl {
 140         /*
 141          * The following members are immutable, with the exception of
 142          * db.db_data, which is protected by db_mtx.
 143          */
 144
 145         /* the publicly visible structure */
 146         dmu_buf_t db;
 147
 148         /* the objset we belong to */
 149         struct objset *db_objset;
 150
 151         /*
 152          * the dnode we belong to (NULL when evicted)
 153          */
 154         struct dnode *db_dnode;
 155
 156         /*
 157          * our parent buffer; if the dnode points to us directly,
 158          * db_parent == db_dnode->dn_dbuf
 159          * only accessed by sync thread ???
 160          * (NULL when evicted)
 161          */
 162         struct dmu_buf_impl *db_parent;
 163
 164         /*
 165          * link for hash table of all dmu_buf_impl_t's
 166          */
 167         struct dmu_buf_impl *db_hash_next;
 168
 169         /* our block number */
 170         uint64_t db_blkid;
 171
 172         /*
 173          * Pointer to the blkptr_t which points to us. May be NULL if we
 174          * don't have one yet. (NULL when evicted)
 175          */
 176         blkptr_t *db_blkptr;
 177
 178         /*
 179          * Our indirection level.  Data buffers have db_level==0.
 180          * Indirect buffers which point to data buffers have
 181          * db_level==1. etc.  Buffers which contain dnodes have
 182          * db_level==0, since the dnodes are stored in a file.
 183          */
 184         uint8_t db_level;
 185
 186         /* db_mtx protects the members below */
 187         kmutex_t db_mtx;
 188
 189         /*
 190          * Current state of the buffer
 191          */
 192         dbuf_states_t db_state;
 193
 194         /*
 195          * Refcount accessed by dmu_buf_{hold,rele}.
 196          * If nonzero, the buffer can't be destroyed.
 197          * Protected by db_mtx.
 198          */
 199         refcount_t db_holds;
 200
 201         /* buffer holding our data */
 202         arc_buf_t *db_buf;
 203
 204         kcondvar_t db_changed;
 205         dbuf_dirty_record_t *db_data_pending;
 206
 207         /* pointer to most recent dirty record for this buffer */
 208         dbuf_dirty_record_t *db_last_dirty;
 209
 210         /*
 211          * Our link on the owner dnodes's dn_dbufs list.
 212          * Protected by its dn_dbufs_mtx.
 213          */
 214         list_node_t db_link;
 215
 216         /* Data which is unique to data (leaf) blocks: */
 217
 218         /* stuff we store for the user (see dmu_buf_set_user) */
 219         void *db_user_ptr;
 220         void **db_user_data_ptr_ptr;
 221         dmu_buf_evict_func_t *db_evict_func;
 222
 223         uint8_t db_immediate_evict;
 224         uint8_t db_freed_in_flight;
 225
 226         uint8_t db_dirtycnt;
 227 } dmu_buf_impl_t;
 228
 229 /* Note: the dbuf hash table is exposed only for the mdb module */
 230 #define DBUF_MUTEXES 256
 231 #define DBUF_HASH_MUTEX(h, idx) (&(h)->hash_mutexes[(idx) & (DBUF_MUTEXES-1)])
 232 typedef struct dbuf_hash_table {
 233         uint64_t hash_table_mask;
 234         dmu_buf_impl_t **hash_table;
 235         kmutex_t hash_mutexes[DBUF_MUTEXES];
 236 } dbuf_hash_table_t;
 237
 238
 239 uint64_t dbuf_whichblock(struct dnode *di, uint64_t offset);
 240
 241 dmu_buf_impl_t *dbuf_create_tlib(struct dnode *dn, char *data);
 242 void dbuf_create_bonus(struct dnode *dn);
 243 int dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx);
 244 void dbuf_spill_hold(struct dnode *dn, dmu_buf_impl_t **dbp, void *tag);
 245
 246 void dbuf_rm_spill(struct dnode *dn, dmu_tx_t *tx);
 247
 248 dmu_buf_impl_t *dbuf_hold(struct dnode *dn, uint64_t blkid, void *tag);
 249 dmu_buf_impl_t *dbuf_hold_level(struct dnode *dn, int level, uint64_t blkid,
 250     void *tag);
 251 int dbuf_hold_impl(struct dnode *dn, uint8_t level, uint64_t blkid, int create,
 252     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp);
 253
 254 void dbuf_prefetch(struct dnode *dn, uint64_t blkid);
 255
 256 void dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag);
 257 uint64_t dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db);
 258
 259 void dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag);
 260 void dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag);
 261
 262 dmu_buf_impl_t *dbuf_find(struct dnode *dn, uint8_t level, uint64_t blkid);
 263
 264 int dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags);
 265 void dbuf_will_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
 266 void dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
 267 void dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db, dmu_tx_t *tx);
 268 void dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db, dmu_tx_t *tx);
 269 void dmu_buf_fill_done(dmu_buf_t *db, dmu_tx_t *tx);
 270 void dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx);
 271 dbuf_dirty_record_t *dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
 272 arc_buf_t *dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db);
 273
 274 void dbuf_clear(dmu_buf_impl_t *db);
 275 void dbuf_evict(dmu_buf_impl_t *db);
 276
 277 void dbuf_setdirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
 278 void dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr);
 279 void dbuf_sync_list(list_t *list, dmu_tx_t *tx);
 280 void dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db);
 281
 282 void dbuf_free_range(struct dnode *dn, uint64_t start, uint64_t end,
 283     struct dmu_tx *);
 284
 285 void dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx);
 286
 287 void dbuf_init(void);
 288 void dbuf_fini(void);
 289
 290 #define DBUF_IS_METADATA(db)    \
 291         ((db)->db_level > 0 || dmu_ot[(db)->db_dnode->dn_type].ot_metadata)
 292
 293 #define DBUF_GET_BUFC_TYPE(db)  \
 294         (DBUF_IS_METADATA(db) ? ARC_BUFC_METADATA : ARC_BUFC_DATA)
 295
 296 #define DBUF_IS_CACHEABLE(db)                                           \
 297         ((db)->db_objset->os_primary_cache == ZFS_CACHE_ALL ||          \
 298         (DBUF_IS_METADATA(db) &&                                        \
 299         ((db)->db_objset->os_primary_cache == ZFS_CACHE_METADATA)))
 300
 301 #define DBUF_IS_L2CACHEABLE(db)                                         \
 302         ((db)->db_objset->os_secondary_cache == ZFS_CACHE_ALL ||        \
 303         (DBUF_IS_METADATA(db) &&                                        \
 304         ((db)->db_objset->os_secondary_cache == ZFS_CACHE_METADATA)))
 305
 306 #ifdef ZFS_DEBUG
 307
 308 /*
 309  * There should be a ## between the string literal and fmt, to make it
 310  * clear that we're joining two strings together, but gcc does not
 311  * support that preprocessor token.
 312  */
 313 #define dprintf_dbuf(dbuf, fmt, ...) do { \
 314         if (zfs_flags & ZFS_DEBUG_DPRINTF) { \
 315         char __db_buf[32]; \
 316         uint64_t __db_obj = (dbuf)->db.db_object; \
 317         if (__db_obj == DMU_META_DNODE_OBJECT) \
 318                 (void) strcpy(__db_buf, "mdn"); \
 319         else \
 320                 (void) snprintf(__db_buf, sizeof (__db_buf), "%lld", \
 321                     (u_longlong_t)__db_obj); \
 322         dprintf_ds((dbuf)->db_objset->os_dsl_dataset, \
 323             "obj=%s lvl=%u blkid=%lld " fmt, \
 324             __db_buf, (dbuf)->db_level, \
 325             (u_longlong_t)(dbuf)->db_blkid, __VA_ARGS__); \
 326         } \
 327 _NOTE(CONSTCOND) } while (0)
 328
 329 #define dprintf_dbuf_bp(db, bp, fmt, ...) do {                  \
 330         if (zfs_flags & ZFS_DEBUG_DPRINTF) {                    \
 331         char *__blkbuf = kmem_alloc(BP_SPRINTF_LEN, KM_SLEEP);  \
 332         sprintf_blkptr(__blkbuf, bp);                           \
 333         dprintf_dbuf(db, fmt " %s\n", __VA_ARGS__, __blkbuf);   \
 334         kmem_free(__blkbuf, BP_SPRINTF_LEN);                    \
 335         }                                                       \
 336 _NOTE(CONSTCOND) } while (0)
 337
 338 #define DBUF_VERIFY(db) dbuf_verify(db)
 339
 340 #else
 341
 342 #define dprintf_dbuf(db, fmt, ...)
 343 #define dprintf_dbuf_bp(db, bp, fmt, ...)
 344 #define DBUF_VERIFY(db)
 345
 346 #endif
 347
 348
 349 #ifdef  __cplusplus
 350 }
 351 #endif
 352
 353 #endif /* _SYS_DBUF_H */