]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFC r275782: MFV r275551:
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / dbuf.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 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2012, 2014 by Delphix. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. All rights reserved.
27  */
28
29 #include <sys/zfs_context.h>
30 #include <sys/dmu.h>
31 #include <sys/dmu_send.h>
32 #include <sys/dmu_impl.h>
33 #include <sys/dbuf.h>
34 #include <sys/dmu_objset.h>
35 #include <sys/dsl_dataset.h>
36 #include <sys/dsl_dir.h>
37 #include <sys/dmu_tx.h>
38 #include <sys/spa.h>
39 #include <sys/zio.h>
40 #include <sys/dmu_zfetch.h>
41 #include <sys/sa.h>
42 #include <sys/sa_impl.h>
43 #include <sys/zfeature.h>
44 #include <sys/blkptr.h>
45 #include <sys/range_tree.h>
46
47 /*
48  * Number of times that zfs_free_range() took the slow path while doing
49  * a zfs receive.  A nonzero value indicates a potential performance problem.
50  */
51 uint64_t zfs_free_range_recv_miss;
52
53 static void dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db);
54 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
55 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
56
57 /*
58  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
59  */
60 static kmem_cache_t *dbuf_cache;
61
62 /* ARGSUSED */
63 static int
64 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
65 {
66         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
67         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
68
69         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
70         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
71         refcount_create(&db->db_holds);
72
73         return (0);
74 }
75
76 /* ARGSUSED */
77 static void
78 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
79 {
80         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
81         mutex_destroy(&db->db_mtx);
82         cv_destroy(&db->db_changed);
83         refcount_destroy(&db->db_holds);
84 }
85
86 /*
87  * dbuf hash table routines
88  */
89 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
90
91 static uint64_t dbuf_hash_count;
92
93 static uint64_t
94 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
95 {
96         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
97         uint64_t crc = -1ULL;
98
99         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
100         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
101         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
102         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
103         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
104         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
105         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
106
107         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
108
109         return (crc);
110 }
111
112 #define DBUF_HASH(os, obj, level, blkid) dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
113
114 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
115         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
116         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
117         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
118         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
119
120 dmu_buf_impl_t *
121 dbuf_find(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid)
122 {
123         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
124         objset_t *os = dn->dn_objset;
125         uint64_t obj = dn->dn_object;
126         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
127         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
128         dmu_buf_impl_t *db;
129
130         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
131         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
132                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
133                         mutex_enter(&db->db_mtx);
134                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
135                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
136                                 return (db);
137                         }
138                         mutex_exit(&db->db_mtx);
139                 }
140         }
141         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
142         return (NULL);
143 }
144
145 /*
146  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
147  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
148  * will be returned and the new element will not be inserted.
149  * Otherwise returns NULL.
150  */
151 static dmu_buf_impl_t *
152 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
153 {
154         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
155         objset_t *os = db->db_objset;
156         uint64_t obj = db->db.db_object;
157         int level = db->db_level;
158         uint64_t blkid = db->db_blkid;
159         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
160         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
161         dmu_buf_impl_t *dbf;
162
163         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
164         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
165                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
166                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
167                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
168                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
169                                 return (dbf);
170                         }
171                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
172                 }
173         }
174
175         mutex_enter(&db->db_mtx);
176         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
177         h->hash_table[idx] = db;
178         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
179         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
180
181         return (NULL);
182 }
183
184 /*
185  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
186  */
187 static void
188 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
189 {
190         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
191         uint64_t hv = DBUF_HASH(db->db_objset, db->db.db_object,
192             db->db_level, db->db_blkid);
193         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
194         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
195
196         /*
197          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
198          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
199          */
200         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
201         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
202         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
203
204         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
205         dbp = &h->hash_table[idx];
206         while ((dbf = *dbp) != db) {
207                 dbp = &dbf->db_hash_next;
208                 ASSERT(dbf != NULL);
209         }
210         *dbp = db->db_hash_next;
211         db->db_hash_next = NULL;
212         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
213         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
214 }
215
216 static arc_evict_func_t dbuf_do_evict;
217
218 static void
219 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
220 {
221         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
222
223         if (db->db_level != 0 || db->db_evict_func == NULL)
224                 return;
225
226         db->db_evict_func(&db->db, db->db_user_ptr);
227         db->db_user_ptr = NULL;
228         db->db_evict_func = NULL;
229 }
230
231 boolean_t
232 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
233 {
234         if (db->db_level > 0) {
235                 return (B_TRUE);
236         } else {
237                 boolean_t is_metadata;
238
239                 DB_DNODE_ENTER(db);
240                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
241                 DB_DNODE_EXIT(db);
242
243                 return (is_metadata);
244         }
245 }
246
247 void
248 dbuf_evict(dmu_buf_impl_t *db)
249 {
250         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
251         ASSERT(db->db_buf == NULL);
252         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
253
254         dbuf_clear(db);
255         dbuf_destroy(db);
256 }
257
258 void
259 dbuf_init(void)
260 {
261         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
262         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
263         int i;
264
265         /*
266          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
267          * with an average 4K block size.  The table will take up
268          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
269          */
270         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
271                 hsize <<= 1;
272
273 retry:
274         h->hash_table_mask = hsize - 1;
275         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
276         if (h->hash_table == NULL) {
277                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
278                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
279                 hsize >>= 1;
280                 goto retry;
281         }
282
283         dbuf_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
284             sizeof (dmu_buf_impl_t),
285             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
286
287         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
288                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
289 }
290
291 void
292 dbuf_fini(void)
293 {
294         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
295         int i;
296
297         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
298                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
299         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
300         kmem_cache_destroy(dbuf_cache);
301 }
302
303 /*
304  * Other stuff.
305  */
306
307 #ifdef ZFS_DEBUG
308 static void
309 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
310 {
311         dnode_t *dn;
312         dbuf_dirty_record_t *dr;
313
314         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
315
316         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
317                 return;
318
319         ASSERT(db->db_objset != NULL);
320         DB_DNODE_ENTER(db);
321         dn = DB_DNODE(db);
322         if (dn == NULL) {
323                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
324                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
325         } else {
326                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
327                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
328                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
329                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
330                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
331                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
332         }
333         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
334                 ASSERT(dn != NULL);
335                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
336                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
337         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
338                 ASSERT(dn != NULL);
339                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
340                 ASSERT0(db->db.db_offset);
341         } else {
342                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
343         }
344
345         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
346                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
347
348         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
349                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
350
351         /*
352          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
353          * can be momentarily different when another thread is doing
354          * dnode_set_blksz().
355          */
356         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
357                 dr = db->db_data_pending;
358                 /*
359                  * It should only be modified in syncing context, so
360                  * make sure we only have one copy of the data.
361                  */
362                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
363         }
364
365         /* verify db->db_blkptr */
366         if (db->db_blkptr) {
367                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
368                         /* db is pointed to by the dnode */
369                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
370                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
371                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
372                         else
373                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
374                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
375                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
376                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
377                 } else {
378                         /* db is pointed to by an indirect block */
379                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
380                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
381                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
382                             db->db.db_object);
383                         /*
384                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
385                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
386                          * grows.  safe to do this now?
387                          */
388                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
389                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
390                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
391                                     db->db_blkid % epb));
392                         }
393                 }
394         }
395         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
396             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
397             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
398             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
399                 /*
400                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
401                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
402                  * data when we evict this buffer.
403                  */
404                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
405                         uint64_t *buf = db->db.db_data;
406                         int i;
407
408                         for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
409                                 ASSERT(buf[i] == 0);
410                         }
411                 }
412         }
413         DB_DNODE_EXIT(db);
414 }
415 #endif
416
417 static void
418 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
419 {
420         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
421         db->db_buf = buf;
422         if (buf != NULL) {
423                 ASSERT(buf->b_data != NULL);
424                 db->db.db_data = buf->b_data;
425                 if (!arc_released(buf))
426                         arc_set_callback(buf, dbuf_do_evict, db);
427         } else {
428                 dbuf_evict_user(db);
429                 db->db.db_data = NULL;
430                 if (db->db_state != DB_NOFILL)
431                         db->db_state = DB_UNCACHED;
432         }
433 }
434
435 /*
436  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
437  */
438 arc_buf_t *
439 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
440 {
441         arc_buf_t *abuf;
442
443         mutex_enter(&db->db_mtx);
444         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
445                 int blksz = db->db.db_size;
446                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
447
448                 mutex_exit(&db->db_mtx);
449                 abuf = arc_loan_buf(spa, blksz);
450                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
451         } else {
452                 abuf = db->db_buf;
453                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
454                 dbuf_set_data(db, NULL);
455                 mutex_exit(&db->db_mtx);
456         }
457         return (abuf);
458 }
459
460 uint64_t
461 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, uint64_t offset)
462 {
463         if (dn->dn_datablkshift) {
464                 return (offset >> dn->dn_datablkshift);
465         } else {
466                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
467                 return (0);
468         }
469 }
470
471 static void
472 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
473 {
474         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
475
476         mutex_enter(&db->db_mtx);
477         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
478         /*
479          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
480          */
481         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
482         ASSERT(db->db_buf == NULL);
483         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
484         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
485                 /* we were freed in flight; disregard any error */
486                 arc_release(buf, db);
487                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
488                 arc_buf_freeze(buf);
489                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
490                 dbuf_set_data(db, buf);
491                 db->db_state = DB_CACHED;
492         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
493                 dbuf_set_data(db, buf);
494                 db->db_state = DB_CACHED;
495         } else {
496                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
497                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
498                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
499                 db->db_state = DB_UNCACHED;
500         }
501         cv_broadcast(&db->db_changed);
502         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
503 }
504
505 static void
506 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t *flags)
507 {
508         dnode_t *dn;
509         zbookmark_phys_t zb;
510         uint32_t aflags = ARC_NOWAIT;
511
512         DB_DNODE_ENTER(db);
513         dn = DB_DNODE(db);
514         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
515         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
516         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
517         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
518         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
519         ASSERT(db->db_buf == NULL);
520
521         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
522                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
523
524                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
525                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
526                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
527                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
528                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
529                 if (bonuslen)
530                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
531                 DB_DNODE_EXIT(db);
532                 db->db_state = DB_CACHED;
533                 mutex_exit(&db->db_mtx);
534                 return;
535         }
536
537         /*
538          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
539          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
540          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
541          */
542         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
543             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
544             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
545                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
546
547                 DB_DNODE_EXIT(db);
548                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(db->db_objset->os_spa,
549                     db->db.db_size, db, type));
550                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
551                 db->db_state = DB_CACHED;
552                 *flags |= DB_RF_CACHED;
553                 mutex_exit(&db->db_mtx);
554                 return;
555         }
556
557         DB_DNODE_EXIT(db);
558
559         db->db_state = DB_READ;
560         mutex_exit(&db->db_mtx);
561
562         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
563                 aflags |= ARC_L2CACHE;
564         if (DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db))
565                 aflags |= ARC_L2COMPRESS;
566
567         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
568             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
569             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
570
571         dbuf_add_ref(db, NULL);
572
573         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
574             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
575             (*flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
576             &aflags, &zb);
577         if (aflags & ARC_CACHED)
578                 *flags |= DB_RF_CACHED;
579 }
580
581 int
582 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
583 {
584         int err = 0;
585         boolean_t havepzio = (zio != NULL);
586         boolean_t prefetch;
587         dnode_t *dn;
588
589         /*
590          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
591          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
592          */
593         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
594
595         if (db->db_state == DB_NOFILL)
596                 return (SET_ERROR(EIO));
597
598         DB_DNODE_ENTER(db);
599         dn = DB_DNODE(db);
600         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
601                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
602
603         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
604             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
605             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
606
607         mutex_enter(&db->db_mtx);
608         if (db->db_state == DB_CACHED) {
609                 mutex_exit(&db->db_mtx);
610                 if (prefetch)
611                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db.db_offset,
612                             db->db.db_size, TRUE);
613                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
614                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
615                 DB_DNODE_EXIT(db);
616         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
617                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
618
619                 if (zio == NULL)
620                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
621                 dbuf_read_impl(db, zio, &flags);
622
623                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
624
625                 if (prefetch)
626                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db.db_offset,
627                             db->db.db_size, flags & DB_RF_CACHED);
628
629                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
630                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
631                 DB_DNODE_EXIT(db);
632
633                 if (!havepzio)
634                         err = zio_wait(zio);
635         } else {
636                 /*
637                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
638                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
639                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
640                  * first reader's request will reach the read_done callback
641                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
642                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
643                  */
644                 mutex_exit(&db->db_mtx);
645                 if (prefetch)
646                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db.db_offset,
647                             db->db.db_size, TRUE);
648                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
649                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
650                 DB_DNODE_EXIT(db);
651
652                 /* Skip the wait per the caller's request. */
653                 mutex_enter(&db->db_mtx);
654                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
655                         while (db->db_state == DB_READ ||
656                             db->db_state == DB_FILL) {
657                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
658                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
659                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
660                                     db, zio_t *, zio);
661                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
662                         }
663                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
664                                 err = SET_ERROR(EIO);
665                 }
666                 mutex_exit(&db->db_mtx);
667         }
668
669         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
670         return (err);
671 }
672
673 static void
674 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
675 {
676         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
677         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
678         mutex_enter(&db->db_mtx);
679         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
680                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
681         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
682                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
683                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
684
685                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
686                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
687                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(spa, db->db.db_size, db, type));
688                 db->db_state = DB_FILL;
689         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
690                 dbuf_set_data(db, NULL);
691         } else {
692                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
693         }
694         mutex_exit(&db->db_mtx);
695 }
696
697 /*
698  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of
699  * buffers, that have been modified in a previous transaction
700  * group, before we modify them in the current active group.
701  *
702  * This function is used in two places: when we are dirtying a
703  * buffer for the first time in a txg, and when we are freeing
704  * a range in a dnode that includes this buffer.
705  *
706  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do
707  * not put a hold on the buffer, we just traverse the active
708  * dbuf list for the dnode.
709  */
710 static void
711 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
712 {
713         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
714
715         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
716         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
717         ASSERT(db->db_level == 0);
718         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
719
720         if (dr == NULL ||
721             (dr->dt.dl.dr_data !=
722             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
723                 return;
724
725         /*
726          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
727          * and its referencing the dbuf data, either:
728          *      reset the reference to point to a new copy,
729          * or (if there a no active holders)
730          *      just null out the current db_data pointer.
731          */
732         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
733         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
734                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
735                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
736                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
737                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
738         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
739                 int size = db->db.db_size;
740                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
741                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
742
743                 dr->dt.dl.dr_data = arc_buf_alloc(spa, size, db, type);
744                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
745         } else {
746                 dbuf_set_data(db, NULL);
747         }
748 }
749
750 void
751 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
752 {
753         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
754         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
755         uint64_t txg = dr->dr_txg;
756
757         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
758         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
759         ASSERT(db->db_level == 0);
760
761         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
762             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
763                 return;
764
765         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
766
767         /* free this block */
768         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
769                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
770
771         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
772         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
773
774         /*
775          * Release the already-written buffer, so we leave it in
776          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
777          * modifying the buffer, so they will immediately do
778          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
779          * the buf thawed to save the effort of freezing &
780          * immediately re-thawing it.
781          */
782         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
783 }
784
785 /*
786  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
787  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
788  * empty blocks.
789  *
790  * This is a no-op if the dataset is in the middle of an incremental
791  * receive; see comment below for details.
792  */
793 void
794 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
795     dmu_tx_t *tx)
796 {
797         dmu_buf_impl_t *db, *db_next, db_search;
798         uint64_t txg = tx->tx_txg;
799         avl_index_t where;
800
801         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid && (end_blkid != DMU_SPILL_BLKID))
802                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
803         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
804
805         db_search.db_level = 0;
806         db_search.db_blkid = start_blkid;
807         db_search.db_state = DB_SEARCH;
808
809         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
810         if (start_blkid >= dn->dn_unlisted_l0_blkid) {
811                 /* There can't be any dbufs in this range; no need to search. */
812 #ifdef DEBUG
813                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
814                 ASSERT3P(db, ==, NULL);
815                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
816                 ASSERT(db == NULL || db->db_level > 0);
817 #endif
818                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
819                 return;
820         } else if (dmu_objset_is_receiving(dn->dn_objset)) {
821                 /*
822                  * If we are receiving, we expect there to be no dbufs in
823                  * the range to be freed, because receive modifies each
824                  * block at most once, and in offset order.  If this is
825                  * not the case, it can lead to performance problems,
826                  * so note that we unexpectedly took the slow path.
827                  */
828                 atomic_inc_64(&zfs_free_range_recv_miss);
829         }
830
831         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
832         ASSERT3P(db, ==, NULL);
833         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
834
835         for (; db != NULL; db = db_next) {
836                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
837                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
838
839                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
840                         break;
841                 }
842                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
843
844                 /* found a level 0 buffer in the range */
845                 mutex_enter(&db->db_mtx);
846                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
847                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
848                         continue;
849                 }
850
851                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
852                     db->db_state == DB_NOFILL ||
853                     db->db_state == DB_EVICTING) {
854                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
855                         mutex_exit(&db->db_mtx);
856                         continue;
857                 }
858                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
859                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
860                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
861                         mutex_exit(&db->db_mtx);
862                         continue;
863                 }
864                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
865                         ASSERT(db->db_buf);
866                         dbuf_clear(db);
867                         continue;
868                 }
869                 /* The dbuf is referenced */
870
871                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
872                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
873
874                         if (dr->dr_txg == txg) {
875                                 /*
876                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
877                                  * size to reflect that this buffer may
878                                  * contain new data when we sync.
879                                  */
880                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
881                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
882                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
883                                 dbuf_unoverride(dr);
884                         } else {
885                                 /*
886                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
887                                  * Either uncache it (if its not referenced in
888                                  * the open context) or reset its contents to
889                                  * empty.
890                                  */
891                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
892                         }
893                 }
894                 /* clear the contents if its cached */
895                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
896                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
897                         arc_release(db->db_buf, db);
898                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
899                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
900                 }
901
902                 mutex_exit(&db->db_mtx);
903         }
904         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
905 }
906
907 static int
908 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
909 {
910         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
911         uint64_t birth_txg = 0;
912
913         /*
914          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
915          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
916          * so we'll ignore db_blkptr.
917          *
918          * This logic ensures that only block births for
919          * filled blocks are considered.
920          */
921         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
922         if (db->db_last_dirty && (db->db_blkptr == NULL ||
923             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
924                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
925         } else if (db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
926                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
927         }
928
929         /*
930          * If this block don't exist or is in a snapshot, it can't be freed.
931          * Don't pass the bp to dsl_dataset_block_freeable() since we
932          * are holding the db_mtx lock and might deadlock if we are
933          * prefetching a dedup-ed block.
934          */
935         if (birth_txg != 0)
936                 return (ds == NULL ||
937                     dsl_dataset_block_freeable(ds, NULL, birth_txg));
938         else
939                 return (B_FALSE);
940 }
941
942 void
943 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
944 {
945         arc_buf_t *buf, *obuf;
946         int osize = db->db.db_size;
947         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
948         dnode_t *dn;
949
950         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
951
952         DB_DNODE_ENTER(db);
953         dn = DB_DNODE(db);
954
955         /* XXX does *this* func really need the lock? */
956         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
957
958         /*
959          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
960          * is OK, because there can be no other references to the db
961          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
962          * be happening.
963          */
964         /*
965          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
966          * value and returning that up to our callers
967          */
968         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
969
970         /* create the data buffer for the new block */
971         buf = arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa, size, db, type);
972
973         /* copy old block data to the new block */
974         obuf = db->db_buf;
975         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
976         /* zero the remainder */
977         if (size > osize)
978                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
979
980         mutex_enter(&db->db_mtx);
981         dbuf_set_data(db, buf);
982         VERIFY(arc_buf_remove_ref(obuf, db));
983         db->db.db_size = size;
984
985         if (db->db_level == 0) {
986                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
987                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
988         }
989         mutex_exit(&db->db_mtx);
990
991         dnode_willuse_space(dn, size-osize, tx);
992         DB_DNODE_EXIT(db);
993 }
994
995 void
996 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
997 {
998         objset_t *os = db->db_objset;
999
1000         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1001         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1002             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1003         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1004
1005         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1006 }
1007
1008 dbuf_dirty_record_t *
1009 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1010 {
1011         dnode_t *dn;
1012         objset_t *os;
1013         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1014         int drop_struct_lock = FALSE;
1015         boolean_t do_free_accounting = B_FALSE;
1016         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1017
1018         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1019         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1020         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1021
1022         DB_DNODE_ENTER(db);
1023         dn = DB_DNODE(db);
1024         /*
1025          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1026          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1027          * were already pre-dirtied in open context.
1028          */
1029         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1030             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1031             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1032             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1033         /*
1034          * We make this assert for private objects as well, but after we
1035          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1036          * in syncing context.
1037          */
1038         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1039             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1040             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1041
1042         mutex_enter(&db->db_mtx);
1043         /*
1044          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1045          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1046          * syncing context don't bother holding ahead.
1047          */
1048         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1049             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1050             db->db_state == DB_NOFILL);
1051
1052         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1053         /*
1054          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1055          * initialize the objset.
1056          */
1057         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED &&
1058             !BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1059                 dn->dn_dirtyctx =
1060                     (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1061                 ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1062                 dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1063         }
1064         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1065
1066         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1067                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1068
1069         /*
1070          * If this buffer is already dirty, we're done.
1071          */
1072         drp = &db->db_last_dirty;
1073         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1074             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1075         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1076                 drp = &dr->dr_next;
1077         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1078                 DB_DNODE_EXIT(db);
1079
1080                 if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1081                         /*
1082                          * If this buffer has already been written out,
1083                          * we now need to reset its state.
1084                          */
1085                         dbuf_unoverride(dr);
1086                         if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1087                             db->db_state != DB_NOFILL)
1088                                 arc_buf_thaw(db->db_buf);
1089                 }
1090                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1091                 return (dr);
1092         }
1093
1094         /*
1095          * Only valid if not already dirty.
1096          */
1097         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1098             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1099             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1100
1101         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1102         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1103             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1104             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1105             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1106             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1107
1108         /*
1109          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1110          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1111          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1112          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1113          * this assertion only if we're not already dirty.
1114          */
1115         os = dn->dn_objset;
1116         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1117             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1118         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1119
1120         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1121
1122         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1123                 /*
1124                  * Update the accounting.
1125                  * Note: we delay "free accounting" until after we drop
1126                  * the db_mtx.  This keeps us from grabbing other locks
1127                  * (and possibly deadlocking) in bp_get_dsize() while
1128                  * also holding the db_mtx.
1129                  */
1130                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
1131                 do_free_accounting = dbuf_block_freeable(db);
1132         }
1133
1134         /*
1135          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1136          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1137          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1138          */
1139         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1140         if (db->db_level == 0) {
1141                 void *data_old = db->db_buf;
1142
1143                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1144                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1145                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1146                                 data_old = db->db.db_data;
1147                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1148                                 /*
1149                                  * Release the data buffer from the cache so
1150                                  * that we can modify it without impacting
1151                                  * possible other users of this cached data
1152                                  * block.  Note that indirect blocks and
1153                                  * private objects are not released until the
1154                                  * syncing state (since they are only modified
1155                                  * then).
1156                                  */
1157                                 arc_release(db->db_buf, db);
1158                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1159                                 data_old = db->db_buf;
1160                         }
1161                         ASSERT(data_old != NULL);
1162                 }
1163                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1164         } else {
1165                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1166                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1167                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1168                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1169         }
1170         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1171                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1172         dr->dr_dbuf = db;
1173         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1174         dr->dr_next = *drp;
1175         *drp = dr;
1176
1177         /*
1178          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1179          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1180          * happened after the free.
1181          */
1182         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1183             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1184                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1185                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1186                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1187                             db->db_blkid, 1);
1188                 }
1189                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1190                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1191         }
1192
1193         /*
1194          * This buffer is now part of this txg
1195          */
1196         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1197         db->db_dirtycnt += 1;
1198         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1199
1200         mutex_exit(&db->db_mtx);
1201
1202         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1203             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1204                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1205                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1206                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1207                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1208                 dnode_setdirty(dn, tx);
1209                 DB_DNODE_EXIT(db);
1210                 return (dr);
1211         } else if (do_free_accounting) {
1212                 blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
1213                 int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
1214                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
1215                 /*
1216                  * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
1217                  * in a previous txg, we don't know how much
1218                  * space it will use on disk yet.  We should
1219                  * really have the struct_rwlock to access
1220                  * db_blkptr, but since this is just a guess,
1221                  * it's OK if we get an odd answer.
1222                  */
1223                 ddt_prefetch(os->os_spa, bp);
1224                 dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
1225         }
1226
1227         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1228                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1229                 drop_struct_lock = TRUE;
1230         }
1231
1232         if (db->db_level == 0) {
1233                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1234                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1235         }
1236
1237         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1238                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1239                 dbuf_dirty_record_t *di;
1240                 int parent_held = FALSE;
1241
1242                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1243                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1244
1245                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1246                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1247                         ASSERT(parent != NULL);
1248                         parent_held = TRUE;
1249                 }
1250                 if (drop_struct_lock)
1251                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1252                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1253                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1254                 if (parent_held)
1255                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1256
1257                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1258                 /*
1259                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1260                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1261                  */
1262                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1263                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1264                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1265                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1266                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1267                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1268                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1269                         dr->dr_parent = di;
1270                 }
1271                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1272         } else {
1273                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1274                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1275                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1276                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1277                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1278                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1279                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1280                 if (drop_struct_lock)
1281                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1282         }
1283
1284         dnode_setdirty(dn, tx);
1285         DB_DNODE_EXIT(db);
1286         return (dr);
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1291  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1292  */
1293 static boolean_t
1294 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1295 {
1296         dnode_t *dn;
1297         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1298         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1299
1300         ASSERT(txg != 0);
1301         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1302         ASSERT0(db->db_level);
1303         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1304
1305         /*
1306          * If this buffer is not dirty, we're done.
1307          */
1308         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1309                 if (dr->dr_txg <= txg)
1310                         break;
1311         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1312                 return (B_FALSE);
1313         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1314         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1315
1316         DB_DNODE_ENTER(db);
1317         dn = DB_DNODE(db);
1318
1319         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1320
1321         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1322
1323         /*
1324          * Any space we accounted for in dp_dirty_* will be cleaned up by
1325          * dsl_pool_sync().  This is relatively rare so the discrepancy
1326          * is not a big deal.
1327          */
1328
1329         *drp = dr->dr_next;
1330
1331         /*
1332          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1333          * where this dirty record may be put on a list.
1334          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1335          * every one of those list_insert calls.
1336          */
1337         if (dr->dr_parent) {
1338                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1339                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1340                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1341         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1342             db->db_level+1 == dn->dn_nlevels) {
1343                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1344                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1345                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1346                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1347         }
1348         DB_DNODE_EXIT(db);
1349
1350         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1351                 dbuf_unoverride(dr);
1352
1353                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1354                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1355                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1356                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data, db));
1357         }
1358
1359         if (db->db_level != 0) {
1360                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
1361                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
1362         }
1363
1364         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1365
1366         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1367         db->db_dirtycnt -= 1;
1368
1369         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1370                 arc_buf_t *buf = db->db_buf;
1371
1372                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(buf));
1373                 dbuf_set_data(db, NULL);
1374                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
1375                 dbuf_evict(db);
1376                 return (B_TRUE);
1377         }
1378
1379         return (B_FALSE);
1380 }
1381
1382 void
1383 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1384 {
1385         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1386         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1387
1388         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1389         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1390
1391         DB_DNODE_ENTER(db);
1392         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1393                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1394         DB_DNODE_EXIT(db);
1395         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1396         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1397 }
1398
1399 void
1400 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1401 {
1402         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1403
1404         db->db_state = DB_NOFILL;
1405
1406         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1407 }
1408
1409 void
1410 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1411 {
1412         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1413
1414         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1415         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1416         ASSERT(db->db_level == 0);
1417         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1418
1419         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1420             dmu_tx_private_ok(tx));
1421
1422         dbuf_noread(db);
1423         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1424 }
1425
1426 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1427 /* ARGSUSED */
1428 void
1429 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1430 {
1431         mutex_enter(&db->db_mtx);
1432         DBUF_VERIFY(db);
1433
1434         if (db->db_state == DB_FILL) {
1435                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1436                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1437                         /* we were freed while filling */
1438                         /* XXX dbuf_undirty? */
1439                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1440                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1441                 }
1442                 db->db_state = DB_CACHED;
1443                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1444         }
1445         mutex_exit(&db->db_mtx);
1446 }
1447
1448 void
1449 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1450     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1451     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1452     dmu_tx_t *tx)
1453 {
1454         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1455         struct dirty_leaf *dl;
1456         dmu_object_type_t type;
1457
1458         DB_DNODE_ENTER(db);
1459         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1460         DB_DNODE_EXIT(db);
1461
1462         ASSERT0(db->db_level);
1463         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1464
1465         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1466
1467         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1468         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1469         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1470             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1471         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1472         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1473         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1474         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1475
1476         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1477         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1482  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1483  */
1484 void
1485 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1486 {
1487         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1488         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1489         ASSERT(db->db_level == 0);
1490         ASSERT(DBUF_GET_BUFC_TYPE(db) == ARC_BUFC_DATA);
1491         ASSERT(buf != NULL);
1492         ASSERT(arc_buf_size(buf) == db->db.db_size);
1493         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1494
1495         arc_return_buf(buf, db);
1496         ASSERT(arc_released(buf));
1497
1498         mutex_enter(&db->db_mtx);
1499
1500         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1501                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1502
1503         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1504
1505         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1506             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1507                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1508                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1509                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1510                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
1511                 xuio_stat_wbuf_copied();
1512                 return;
1513         }
1514
1515         xuio_stat_wbuf_nocopy();
1516         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1517                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1518
1519                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1520                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1521                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
1522                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
1523                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
1524                                     DR_OVERRIDDEN);
1525                                 arc_release(db->db_buf, db);
1526                         }
1527                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
1528                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
1529                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
1530                         arc_release(db->db_buf, db);
1531                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
1532                 }
1533                 db->db_buf = NULL;
1534         }
1535         ASSERT(db->db_buf == NULL);
1536         dbuf_set_data(db, buf);
1537         db->db_state = DB_FILL;
1538         mutex_exit(&db->db_mtx);
1539         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1540         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
1541 }
1542
1543 /*
1544  * "Clear" the contents of this dbuf.  This will mark the dbuf
1545  * EVICTING and clear *most* of its references.  Unfortunately,
1546  * when we are not holding the dn_dbufs_mtx, we can't clear the
1547  * entry in the dn_dbufs list.  We have to wait until dbuf_destroy()
1548  * in this case.  For callers from the DMU we will usually see:
1549  *      dbuf_clear()->arc_clear_callback()->dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1550  * For the arc callback, we will usually see:
1551  *      dbuf_do_evict()->dbuf_clear();dbuf_destroy()
1552  * Sometimes, though, we will get a mix of these two:
1553  *      DMU: dbuf_clear()->arc_clear_callback()
1554  *      ARC: dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1555  *
1556  * This routine will dissociate the dbuf from the arc, by calling
1557  * arc_clear_callback(), but will not evict the data from the ARC.
1558  */
1559 void
1560 dbuf_clear(dmu_buf_impl_t *db)
1561 {
1562         dnode_t *dn;
1563         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1564         dmu_buf_impl_t *dndb;
1565         boolean_t dbuf_gone = B_FALSE;
1566
1567         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1568         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1569
1570         dbuf_evict_user(db);
1571
1572         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1573                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1574                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1575                         zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1576                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1577                 }
1578                 db->db.db_data = NULL;
1579                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1580         }
1581
1582         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
1583         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1584
1585         db->db_state = DB_EVICTING;
1586         db->db_blkptr = NULL;
1587
1588         DB_DNODE_ENTER(db);
1589         dn = DB_DNODE(db);
1590         dndb = dn->dn_dbuf;
1591         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx)) {
1592                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1593                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
1594                 membar_producer();
1595                 DB_DNODE_EXIT(db);
1596                 /*
1597                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
1598                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
1599                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
1600                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
1601                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
1602                  * release any lock.
1603                  */
1604                 dnode_rele(dn, db);
1605                 db->db_dnode_handle = NULL;
1606         } else {
1607                 DB_DNODE_EXIT(db);
1608         }
1609
1610         if (db->db_buf)
1611                 dbuf_gone = arc_clear_callback(db->db_buf);
1612
1613         if (!dbuf_gone)
1614                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1615
1616         /*
1617          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
1618          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
1619          */
1620         if (parent && parent != dndb)
1621                 dbuf_rele(parent, db);
1622 }
1623
1624 static int
1625 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
1626     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
1627 {
1628         int nlevels, epbs;
1629
1630         *parentp = NULL;
1631         *bpp = NULL;
1632
1633         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1634
1635         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1636                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1637                 if (dn->dn_have_spill &&
1638                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
1639                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
1640                 else
1641                         *bpp = NULL;
1642                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1643                 *parentp = dn->dn_dbuf;
1644                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1645                 return (0);
1646         }
1647
1648         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0)
1649                 nlevels = 1;
1650         else
1651                 nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1652
1653         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1654
1655         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
1656         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1657         if (level >= nlevels ||
1658             (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
1659                 /* the buffer has no parent yet */
1660                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1661         } else if (level < nlevels-1) {
1662                 /* this block is referenced from an indirect block */
1663                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
1664                     blkid >> epbs, fail_sparse, NULL, parentp);
1665                 if (err)
1666                         return (err);
1667                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
1668                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
1669                 if (err) {
1670                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
1671                         *parentp = NULL;
1672                         return (err);
1673                 }
1674                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
1675                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
1676                 return (0);
1677         } else {
1678                 /* the block is referenced from the dnode */
1679                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
1680                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
1681                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
1682                 if (dn->dn_dbuf) {
1683                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1684                         *parentp = dn->dn_dbuf;
1685                 }
1686                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
1687                 return (0);
1688         }
1689 }
1690
1691 static dmu_buf_impl_t *
1692 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
1693     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
1694 {
1695         objset_t *os = dn->dn_objset;
1696         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
1697
1698         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1699         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
1700
1701         db = kmem_cache_alloc(dbuf_cache, KM_SLEEP);
1702
1703         db->db_objset = os;
1704         db->db.db_object = dn->dn_object;
1705         db->db_level = level;
1706         db->db_blkid = blkid;
1707         db->db_last_dirty = NULL;
1708         db->db_dirtycnt = 0;
1709         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
1710         db->db_parent = parent;
1711         db->db_blkptr = blkptr;
1712
1713         db->db_user_ptr = NULL;
1714         db->db_evict_func = NULL;
1715         db->db_immediate_evict = 0;
1716         db->db_freed_in_flight = 0;
1717
1718         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1719                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
1720                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
1721                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
1722                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
1723                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
1724                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1725                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
1726                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1727                 return (db);
1728         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1729                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
1730                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
1731                 db->db.db_offset = 0;
1732         } else {
1733                 int blocksize =
1734                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
1735                 db->db.db_size = blocksize;
1736                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
1737         }
1738
1739         /*
1740          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
1741          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
1742          * This prevents a possible deadlock with someone
1743          * trying to look up this dbuf before its added to the
1744          * dn_dbufs list.
1745          */
1746         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1747         db->db_state = DB_EVICTING;
1748         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
1749                 /* someone else inserted it first */
1750                 kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
1751                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1752                 return (odb);
1753         }
1754         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
1755         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid >=
1756             dn->dn_unlisted_l0_blkid)
1757                 dn->dn_unlisted_l0_blkid = db->db_blkid + 1;
1758         db->db_state = DB_UNCACHED;
1759         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1760         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1761
1762         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
1763                 dbuf_add_ref(parent, db);
1764
1765         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1766             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
1767         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
1768         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
1769
1770         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
1771
1772         return (db);
1773 }
1774
1775 static int
1776 dbuf_do_evict(void *private)
1777 {
1778         dmu_buf_impl_t *db = private;
1779
1780         if (!MUTEX_HELD(&db->db_mtx))
1781                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1782
1783         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1784
1785         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
1786                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED);
1787                 DBUF_VERIFY(db);
1788                 db->db_buf = NULL;
1789                 dbuf_evict(db);
1790         } else {
1791                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1792                 dbuf_destroy(db);
1793         }
1794         return (0);
1795 }
1796
1797 static void
1798 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
1799 {
1800         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1801
1802         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1803                 /*
1804                  * If this dbuf is still on the dn_dbufs list,
1805                  * remove it from that list.
1806                  */
1807                 if (db->db_dnode_handle != NULL) {
1808                         dnode_t *dn;
1809
1810                         DB_DNODE_ENTER(db);
1811                         dn = DB_DNODE(db);
1812                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1813                         avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1814                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
1815                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1816                         DB_DNODE_EXIT(db);
1817                         /*
1818                          * Decrementing the dbuf count means that the hold
1819                          * corresponding to the removed dbuf is no longer
1820                          * discounted in dnode_move(), so the dnode cannot be
1821                          * moved until after we release the hold.
1822                          */
1823                         dnode_rele(dn, db);
1824                         db->db_dnode_handle = NULL;
1825                 }
1826                 dbuf_hash_remove(db);
1827         }
1828         db->db_parent = NULL;
1829         db->db_buf = NULL;
1830
1831         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1832         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
1833         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
1834         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1835
1836         kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
1837         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1838 }
1839
1840 void
1841 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, uint64_t blkid, zio_priority_t prio)
1842 {
1843         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1844         blkptr_t *bp = NULL;
1845
1846         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1847         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1848
1849         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
1850                 return;
1851
1852         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
1853         if (db = dbuf_find(dn, 0, blkid)) {
1854                 /*
1855                  * This dbuf is already in the cache.  We assume that
1856                  * it is already CACHED, or else about to be either
1857                  * read or filled.
1858                  */
1859                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1860                 return;
1861         }
1862
1863         if (dbuf_findbp(dn, 0, blkid, TRUE, &db, &bp) == 0) {
1864                 if (bp && !BP_IS_HOLE(bp) && !BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
1865                         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
1866                         uint32_t aflags = ARC_NOWAIT | ARC_PREFETCH;
1867                         zbookmark_phys_t zb;
1868
1869                         SET_BOOKMARK(&zb, ds ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1870                             dn->dn_object, 0, blkid);
1871
1872                         (void) arc_read(NULL, dn->dn_objset->os_spa,
1873                             bp, NULL, NULL, prio,
1874                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
1875                             &aflags, &zb);
1876                 }
1877                 if (db)
1878                         dbuf_rele(db, NULL);
1879         }
1880 }
1881
1882 /*
1883  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
1884  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
1885  */
1886 int
1887 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
1888     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
1889 {
1890         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
1891
1892         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1893         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1894         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
1895
1896         *dbp = NULL;
1897 top:
1898         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
1899         db = dbuf_find(dn, level, blkid);
1900
1901         if (db == NULL) {
1902                 blkptr_t *bp = NULL;
1903                 int err;
1904
1905                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
1906                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
1907                 if (fail_sparse) {
1908                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
1909                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
1910                         if (err) {
1911                                 if (parent)
1912                                         dbuf_rele(parent, NULL);
1913                                 return (err);
1914                         }
1915                 }
1916                 if (err && err != ENOENT)
1917                         return (err);
1918                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
1919         }
1920
1921         if (db->db_buf && refcount_is_zero(&db->db_holds)) {
1922                 arc_buf_add_ref(db->db_buf, db);
1923                 if (db->db_buf->b_data == NULL) {
1924                         dbuf_clear(db);
1925                         if (parent) {
1926                                 dbuf_rele(parent, NULL);
1927                                 parent = NULL;
1928                         }
1929                         goto top;
1930                 }
1931                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
1932         }
1933
1934         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
1935
1936         /*
1937          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
1938          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
1939          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
1940          */
1941         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1942             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1943             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
1944                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
1945
1946                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
1947                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1948
1949                         dbuf_set_data(db,
1950                             arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa,
1951                             db->db.db_size, db, type));
1952                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
1953                             db->db.db_size);
1954                 }
1955         }
1956
1957         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
1958         DBUF_VERIFY(db);
1959         mutex_exit(&db->db_mtx);
1960
1961         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
1962         if (parent)
1963                 dbuf_rele(parent, NULL);
1964
1965         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
1966         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
1967         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
1968         *dbp = db;
1969
1970         return (0);
1971 }
1972
1973 dmu_buf_impl_t *
1974 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
1975 {
1976         dmu_buf_impl_t *db;
1977         int err = dbuf_hold_impl(dn, 0, blkid, FALSE, tag, &db);
1978         return (err ? NULL : db);
1979 }
1980
1981 dmu_buf_impl_t *
1982 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
1983 {
1984         dmu_buf_impl_t *db;
1985         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, tag, &db);
1986         return (err ? NULL : db);
1987 }
1988
1989 void
1990 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
1991 {
1992         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1993
1994         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
1995         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
1996 }
1997
1998 int
1999 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2000 {
2001         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2002         dnode_t *dn;
2003
2004         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2005                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2006         if (blksz == 0)
2007                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2008         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2009         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2010
2011         DB_DNODE_ENTER(db);
2012         dn = DB_DNODE(db);
2013         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2014         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2015         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2016         DB_DNODE_EXIT(db);
2017
2018         return (0);
2019 }
2020
2021 void
2022 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2023 {
2024         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2025 }
2026
2027 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2028 void
2029 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2030 {
2031         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2032         ASSERT(holds > 1);
2033 }
2034
2035 /*
2036  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2037  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2038  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2039  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2040  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2041  */
2042 void
2043 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2044 {
2045         mutex_enter(&db->db_mtx);
2046         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2047 }
2048
2049 void
2050 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2051 {
2052         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2053 }
2054
2055 /*
2056  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2057  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2058  */
2059 void
2060 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2061 {
2062         int64_t holds;
2063
2064         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2065         DBUF_VERIFY(db);
2066
2067         /*
2068          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2069          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2070          * buffer has a corresponding dnode hold.
2071          */
2072         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2073         ASSERT(holds >= 0);
2074
2075         /*
2076          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2077          * may be modified in the current syncing context.
2078          */
2079         if (db->db_buf && holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0))
2080                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2081
2082         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2083             db->db_level == 0 && db->db_immediate_evict)
2084                 dbuf_evict_user(db);
2085
2086         if (holds == 0) {
2087                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2088                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2089
2090                         /*
2091                          * If the dnode moves here, we cannot cross this barrier
2092                          * until the move completes.
2093                          */
2094                         DB_DNODE_ENTER(db);
2095                         atomic_dec_32(&DB_DNODE(db)->dn_dbufs_count);
2096                         DB_DNODE_EXIT(db);
2097                         /*
2098                          * The bonus buffer's dnode hold is no longer discounted
2099                          * in dnode_move(). The dnode cannot move until after
2100                          * the dnode_rele().
2101                          */
2102                         dnode_rele(DB_DNODE(db), db);
2103                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2104                         /*
2105                          * This is a special case: we never associated this
2106                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2107                          */
2108                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2109                             db->db_state == DB_NOFILL);
2110                         dbuf_evict(db);
2111                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2112                         arc_buf_t *buf = db->db_buf;
2113                         /*
2114                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2115                          */
2116                         dbuf_set_data(db, NULL);
2117                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
2118                         dbuf_evict(db);
2119                 } else {
2120                         VERIFY(!arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
2121
2122                         /*
2123                          * A dbuf will be eligible for eviction if either the
2124                          * 'primarycache' property is set or a duplicate
2125                          * copy of this buffer is already cached in the arc.
2126                          *
2127                          * In the case of the 'primarycache' a buffer
2128                          * is considered for eviction if it matches the
2129                          * criteria set in the property.
2130                          *
2131                          * To decide if our buffer is considered a
2132                          * duplicate, we must call into the arc to determine
2133                          * if multiple buffers are referencing the same
2134                          * block on-disk. If so, then we simply evict
2135                          * ourselves.
2136                          */
2137                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db)) {
2138                                 if (db->db_blkptr != NULL &&
2139                                     !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2140                                     !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2141                                         spa_t *spa =
2142                                             dmu_objset_spa(db->db_objset);
2143                                         blkptr_t bp = *db->db_blkptr;
2144                                         dbuf_clear(db);
2145                                         arc_freed(spa, &bp);
2146                                 } else {
2147                                         dbuf_clear(db);
2148                                 }
2149                         } else if (arc_buf_eviction_needed(db->db_buf)) {
2150                                 dbuf_clear(db);
2151                         } else {
2152                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2153                         }
2154                 }
2155         } else {
2156                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2157         }
2158 }
2159
2160 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2161 uint64_t
2162 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2163 {
2164         return (refcount_count(&db->db_holds));
2165 }
2166
2167 void *
2168 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, void *user_ptr,
2169     dmu_buf_evict_func_t *evict_func)
2170 {
2171         return (dmu_buf_update_user(db_fake, NULL, user_ptr, evict_func));
2172 }
2173
2174 void *
2175 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, void *user_ptr,
2176     dmu_buf_evict_func_t *evict_func)
2177 {
2178         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2179
2180         db->db_immediate_evict = TRUE;
2181         return (dmu_buf_update_user(db_fake, NULL, user_ptr, evict_func));
2182 }
2183
2184 void *
2185 dmu_buf_update_user(dmu_buf_t *db_fake, void *old_user_ptr, void *user_ptr,
2186     dmu_buf_evict_func_t *evict_func)
2187 {
2188         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2189         ASSERT(db->db_level == 0);
2190
2191         ASSERT((user_ptr == NULL) == (evict_func == NULL));
2192
2193         mutex_enter(&db->db_mtx);
2194
2195         if (db->db_user_ptr == old_user_ptr) {
2196                 db->db_user_ptr = user_ptr;
2197                 db->db_evict_func = evict_func;
2198         } else {
2199                 old_user_ptr = db->db_user_ptr;
2200         }
2201
2202         mutex_exit(&db->db_mtx);
2203         return (old_user_ptr);
2204 }
2205
2206 void *
2207 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2208 {
2209         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2210         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
2211
2212         return (db->db_user_ptr);
2213 }
2214
2215 boolean_t
2216 dmu_buf_freeable(dmu_buf_t *dbuf)
2217 {
2218         boolean_t res = B_FALSE;
2219         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2220
2221         if (db->db_blkptr)
2222                 res = dsl_dataset_block_freeable(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2223                     db->db_blkptr, db->db_blkptr->blk_birth);
2224
2225         return (res);
2226 }
2227
2228 blkptr_t *
2229 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2230 {
2231         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2232         return (dbi->db_blkptr);
2233 }
2234
2235 static void
2236 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2237 {
2238         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2239         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2240
2241         if (db->db_blkptr != NULL)
2242                 return;
2243
2244         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2245                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2246                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2247                 return;
2248         }
2249         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2250                 /*
2251                  * This buffer was allocated at a time when there was
2252                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2253                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2254                  */
2255                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2256                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2257                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2258                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2259                 DBUF_VERIFY(db);
2260         } else {
2261                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2262                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2263
2264                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2265                 if (parent == NULL) {
2266                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2267                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2268                         (void) dbuf_hold_impl(dn, db->db_level+1,
2269                             db->db_blkid >> epbs, FALSE, db, &parent);
2270                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2271                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2272                         db->db_parent = parent;
2273                 }
2274                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2275                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2276                 DBUF_VERIFY(db);
2277         }
2278 }
2279
2280 static void
2281 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2282 {
2283         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2284         dnode_t *dn;
2285         zio_t *zio;
2286
2287         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2288
2289         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2290
2291         mutex_enter(&db->db_mtx);
2292
2293         ASSERT(db->db_level > 0);
2294         DBUF_VERIFY(db);
2295
2296         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2297         if (db->db_buf == NULL) {
2298                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2299                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2300                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2301         }
2302         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
2303         ASSERT(db->db_buf != NULL);
2304
2305         DB_DNODE_ENTER(db);
2306         dn = DB_DNODE(db);
2307         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
2308         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2309         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2310         DB_DNODE_EXIT(db);
2311
2312         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
2313         db->db_data_pending = dr;
2314
2315         mutex_exit(&db->db_mtx);
2316         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
2317
2318         zio = dr->dr_zio;
2319         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
2320         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, tx);
2321         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
2322         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
2323         zio_nowait(zio);
2324 }
2325
2326 static void
2327 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2328 {
2329         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
2330         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2331         dnode_t *dn;
2332         objset_t *os;
2333         uint64_t txg = tx->tx_txg;
2334
2335         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2336
2337         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2338
2339         mutex_enter(&db->db_mtx);
2340         /*
2341          * To be synced, we must be dirtied.  But we
2342          * might have been freed after the dirty.
2343          */
2344         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
2345                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
2346                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2347         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
2348                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
2349                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
2350         } else {
2351                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2352         }
2353         DBUF_VERIFY(db);
2354
2355         DB_DNODE_ENTER(db);
2356         dn = DB_DNODE(db);
2357
2358         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2359                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2360                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
2361                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2362         }
2363
2364         /*
2365          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
2366          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
2367          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
2368          * be called).
2369          */
2370         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2371                 dbuf_dirty_record_t **drp;
2372
2373                 ASSERT(*datap != NULL);
2374                 ASSERT0(db->db_level);
2375                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
2376                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
2377                 DB_DNODE_EXIT(db);
2378
2379                 if (*datap != db->db.db_data) {
2380                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
2381                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2382                 }
2383                 db->db_data_pending = NULL;
2384                 drp = &db->db_last_dirty;
2385                 while (*drp != dr)
2386                         drp = &(*drp)->dr_next;
2387                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
2388                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
2389                 *drp = dr->dr_next;
2390                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
2391                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
2392                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
2393                 }
2394                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
2395                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2396                 db->db_dirtycnt -= 1;
2397                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
2398                 return;
2399         }
2400
2401         os = dn->dn_objset;
2402
2403         /*
2404          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
2405          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
2406          * don't check the dr_override_state until we have returned from
2407          * dbuf_check_blkptr.
2408          */
2409         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2410
2411         /*
2412          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
2413          * wait for the synchronous IO to complete.
2414          */
2415         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
2416                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
2417                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
2418                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
2419         }
2420
2421         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
2422             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2423             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
2424             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
2425             *datap == db->db_buf) {
2426                 /*
2427                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
2428                  * are active holds and db_data still references it),
2429                  * then make a copy before we start the write so that
2430                  * any modifications from the open txg will not leak
2431                  * into this write.
2432                  *
2433                  * NOTE: this copy does not need to be made for
2434                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
2435                  * DNONE_DNODE blocks).
2436                  */
2437                 int blksz = arc_buf_size(*datap);
2438                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2439                 *datap = arc_buf_alloc(os->os_spa, blksz, db, type);
2440                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, blksz);
2441         }
2442         db->db_data_pending = dr;
2443
2444         mutex_exit(&db->db_mtx);
2445
2446         dbuf_write(dr, *datap, tx);
2447
2448         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2449         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
2450                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
2451                 DB_DNODE_EXIT(db);
2452         } else {
2453                 /*
2454                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
2455                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
2456                  * that the IO could actually be completed before the nowait
2457                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
2458                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
2459                  */
2460                 DB_DNODE_EXIT(db);
2461                 zio_nowait(dr->dr_zio);
2462         }
2463 }
2464
2465 void
2466 dbuf_sync_list(list_t *list, dmu_tx_t *tx)
2467 {
2468         dbuf_dirty_record_t *dr;
2469
2470         while (dr = list_head(list)) {
2471                 if (dr->dr_zio != NULL) {
2472                         /*
2473                          * If we find an already initialized zio then we
2474                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
2475                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
2476                          * during processing, so that we can zio_wait()
2477                          * these IOs after initiating all child IOs.
2478                          */
2479                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
2480                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
2481                         break;
2482                 }
2483                 list_remove(list, dr);
2484                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
2485                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
2486                 else
2487                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
2488         }
2489 }
2490
2491 /* ARGSUSED */
2492 static void
2493 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
2494 {
2495         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
2496         dnode_t *dn;
2497         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2498         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2499         spa_t *spa = zio->io_spa;
2500         int64_t delta;
2501         uint64_t fill = 0;
2502         int i;
2503
2504         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==, bp);
2505
2506         DB_DNODE_ENTER(db);
2507         dn = DB_DNODE(db);
2508         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
2509         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
2510         zio->io_prev_space_delta = delta;
2511
2512         if (bp->blk_birth != 0) {
2513                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
2514                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
2515                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
2516                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
2517                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
2518                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
2519         }
2520
2521         mutex_enter(&db->db_mtx);
2522
2523 #ifdef ZFS_DEBUG
2524         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2525                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
2526                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
2527                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
2528         }
2529 #endif
2530
2531         if (db->db_level == 0) {
2532                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2533                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
2534                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2535                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
2536                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2537
2538                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
2539                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
2540                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
2541                             i--, dnp++) {
2542                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
2543                                         fill++;
2544                         }
2545                 } else {
2546                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
2547                                 fill = 0;
2548                         } else {
2549                                 fill = 1;
2550                         }
2551                 }
2552         } else {
2553                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
2554                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2555                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
2556                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
2557                                 continue;
2558                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
2559                 }
2560         }
2561         DB_DNODE_EXIT(db);
2562
2563         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
2564                 bp->blk_fill = fill;
2565
2566         mutex_exit(&db->db_mtx);
2567 }
2568
2569 /*
2570  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
2571  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
2572  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
2573  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
2574  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
2575  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
2576  * i/os complete.
2577  */
2578 /* ARGSUSED */
2579 static void
2580 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
2581 {
2582         dmu_buf_impl_t *db = arg;
2583         objset_t *os = db->db_objset;
2584         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
2585         dbuf_dirty_record_t *dr;
2586         int delta = 0;
2587
2588         dr = db->db_data_pending;
2589         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
2590
2591         /*
2592          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
2593          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
2594          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
2595          * dsl_pool_undirty_space().
2596          */
2597         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
2598         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
2599 }
2600
2601 /* ARGSUSED */
2602 static void
2603 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
2604 {
2605         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
2606         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2607         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
2608         objset_t *os = db->db_objset;
2609         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
2610         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
2611
2612         ASSERT0(zio->io_error);
2613         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
2614
2615         /*
2616          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
2617          * original and bypass all the accounting.
2618          */
2619         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
2620                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
2621         } else {
2622                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
2623                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
2624                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
2625         }
2626
2627         mutex_enter(&db->db_mtx);
2628
2629         DBUF_VERIFY(db);
2630
2631         drp = &db->db_last_dirty;
2632         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
2633                 drp = &dr->dr_next;
2634         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2635         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
2636         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
2637         *drp = dr->dr_next;
2638
2639 #ifdef ZFS_DEBUG
2640         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2641                 dnode_t *dn;
2642
2643                 DB_DNODE_ENTER(db);
2644                 dn = DB_DNODE(db);
2645                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
2646                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
2647                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
2648                 DB_DNODE_EXIT(db);
2649         }
2650 #endif
2651
2652         if (db->db_level == 0) {
2653                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2654                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
2655                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
2656                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
2657                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data,
2658                                     db));
2659                         else if (!arc_released(db->db_buf))
2660                                 arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
2661                 }
2662         } else {
2663                 dnode_t *dn;
2664
2665                 DB_DNODE_ENTER(db);
2666                 dn = DB_DNODE(db);
2667                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
2668                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2669                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
2670                         int epbs =
2671                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2672                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
2673                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
2674                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
2675                             db->db.db_size);
2676                         if (!arc_released(db->db_buf))
2677                                 arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
2678                 }
2679                 DB_DNODE_EXIT(db);
2680                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
2681                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
2682         }
2683         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
2684
2685         cv_broadcast(&db->db_changed);
2686         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2687         db->db_dirtycnt -= 1;
2688         db->db_data_pending = NULL;
2689         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
2690 }
2691
2692 static void
2693 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
2694 {
2695         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
2696 }
2697
2698 static void
2699 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
2700 {
2701         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
2702 }
2703
2704 static void
2705 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
2706 {
2707         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
2708         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2709
2710         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
2711 }
2712
2713 static void
2714 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
2715 {
2716         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
2717         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2718         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
2719
2720         mutex_enter(&db->db_mtx);
2721         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
2722                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
2723                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
2724                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
2725         }
2726         mutex_exit(&db->db_mtx);
2727
2728         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
2729 }
2730
2731 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
2732 static void
2733 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
2734 {
2735         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2736         dnode_t *dn;
2737         objset_t *os;
2738         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2739         uint64_t txg = tx->tx_txg;
2740         zbookmark_phys_t zb;
2741         zio_prop_t zp;
2742         zio_t *zio;
2743         int wp_flag = 0;
2744
2745         DB_DNODE_ENTER(db);
2746         dn = DB_DNODE(db);
2747         os = dn->dn_objset;
2748
2749         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
2750                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
2751                         /*
2752                          * Private object buffers are released here rather
2753                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
2754                          * in the syncing context and we don't want the
2755                          * overhead of making multiple copies of the data.
2756                          */
2757                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
2758                                 arc_buf_thaw(data);
2759                         } else {
2760                                 dbuf_release_bp(db);
2761                         }
2762                 }
2763         }
2764
2765         if (parent != dn->dn_dbuf) {
2766                 /* Our parent is an indirect block. */
2767                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
2768                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
2769                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
2770                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
2771                 /*
2772                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
2773                  * our block pointer, so the parent must be released.
2774                  */
2775                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
2776                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
2777         } else {
2778                 /* Our parent is the dnode itself. */
2779                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
2780                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
2781                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
2782                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2783                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
2784                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
2785                 zio = dn->dn_zio;
2786         }
2787
2788         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
2789         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
2790         ASSERT(zio);
2791
2792         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
2793             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2794             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
2795
2796         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
2797                 wp_flag = WP_SPILL;
2798         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
2799
2800         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
2801         DB_DNODE_EXIT(db);
2802
2803         if (db->db_level == 0 &&
2804             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
2805                 /*
2806                  * The BP for this block has been provided by open context
2807                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
2808                  */
2809                 void *contents = (data != NULL) ? data->b_data : NULL;
2810
2811                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
2812                     db->db_blkptr, contents, db->db.db_size, &zp,
2813                     dbuf_write_override_ready, NULL, dbuf_write_override_done,
2814                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
2815                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2816                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
2817                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
2818                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
2819                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2820         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
2821                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
2822                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
2823                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
2824                     db->db_blkptr, NULL, db->db.db_size, &zp,
2825                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, dbuf_write_nofill_done, db,
2826                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
2827                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
2828         } else {
2829                 ASSERT(arc_released(data));
2830                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
2831                     db->db_blkptr, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
2832                     DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db), &zp, dbuf_write_ready,
2833                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
2834                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
2835         }
2836 }