]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
Merge libc++ trunk r300890, and update build glue.
[FreeBSD/FreeBSD.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, 2016 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  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
28  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
29  */
30
31 #include <sys/zfs_context.h>
32 #include <sys/dmu.h>
33 #include <sys/dmu_send.h>
34 #include <sys/dmu_impl.h>
35 #include <sys/dbuf.h>
36 #include <sys/dmu_objset.h>
37 #include <sys/dsl_dataset.h>
38 #include <sys/dsl_dir.h>
39 #include <sys/dmu_tx.h>
40 #include <sys/spa.h>
41 #include <sys/zio.h>
42 #include <sys/dmu_zfetch.h>
43 #include <sys/sa.h>
44 #include <sys/sa_impl.h>
45 #include <sys/zfeature.h>
46 #include <sys/blkptr.h>
47 #include <sys/range_tree.h>
48 #include <sys/callb.h>
49
50 uint_t zfs_dbuf_evict_key;
51
52 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
53 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
54
55 #ifndef __lint
56 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
57     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_sync,
58     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_async,
59     dmu_buf_t **clear_on_evict_dbufp);
60 #endif /* ! __lint */
61
62 /*
63  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
64  */
65 static kmem_cache_t *dbuf_kmem_cache;
66 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
67
68 static kthread_t *dbuf_cache_evict_thread;
69 static kmutex_t dbuf_evict_lock;
70 static kcondvar_t dbuf_evict_cv;
71 static boolean_t dbuf_evict_thread_exit;
72
73 /*
74  * LRU cache of dbufs. The dbuf cache maintains a list of dbufs that
75  * are not currently held but have been recently released. These dbufs
76  * are not eligible for arc eviction until they are aged out of the cache.
77  * Dbufs are added to the dbuf cache once the last hold is released. If a
78  * dbuf is later accessed and still exists in the dbuf cache, then it will
79  * be removed from the cache and later re-added to the head of the cache.
80  * Dbufs that are aged out of the cache will be immediately destroyed and
81  * become eligible for arc eviction.
82  */
83 static multilist_t dbuf_cache;
84 static refcount_t dbuf_cache_size;
85 uint64_t dbuf_cache_max_bytes = 100 * 1024 * 1024;
86
87 /* Cap the size of the dbuf cache to log2 fraction of arc size. */
88 int dbuf_cache_max_shift = 5;
89
90 /*
91  * The dbuf cache uses a three-stage eviction policy:
92  *      - A low water marker designates when the dbuf eviction thread
93  *      should stop evicting from the dbuf cache.
94  *      - When we reach the maximum size (aka mid water mark), we
95  *      signal the eviction thread to run.
96  *      - The high water mark indicates when the eviction thread
97  *      is unable to keep up with the incoming load and eviction must
98  *      happen in the context of the calling thread.
99  *
100  * The dbuf cache:
101  *                                                 (max size)
102  *                                      low water   mid water   hi water
103  * +----------------------------------------+----------+----------+
104  * |                                        |          |          |
105  * |                                        |          |          |
106  * |                                        |          |          |
107  * |                                        |          |          |
108  * +----------------------------------------+----------+----------+
109  *                                        stop        signal     evict
110  *                                      evicting     eviction   directly
111  *                                                    thread
112  *
113  * The high and low water marks indicate the operating range for the eviction
114  * thread. The low water mark is, by default, 90% of the total size of the
115  * cache and the high water mark is at 110% (both of these percentages can be
116  * changed by setting dbuf_cache_lowater_pct and dbuf_cache_hiwater_pct,
117  * respectively). The eviction thread will try to ensure that the cache remains
118  * within this range by waking up every second and checking if the cache is
119  * above the low water mark. The thread can also be woken up by callers adding
120  * elements into the cache if the cache is larger than the mid water (i.e max
121  * cache size). Once the eviction thread is woken up and eviction is required,
122  * it will continue evicting buffers until it's able to reduce the cache size
123  * to the low water mark. If the cache size continues to grow and hits the high
124  * water mark, then callers adding elments to the cache will begin to evict
125  * directly from the cache until the cache is no longer above the high water
126  * mark.
127  */
128
129 /*
130  * The percentage above and below the maximum cache size.
131  */
132 uint_t dbuf_cache_hiwater_pct = 10;
133 uint_t dbuf_cache_lowater_pct = 10;
134
135 /* ARGSUSED */
136 static int
137 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
138 {
139         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
140         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
141
142         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
143         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
144         multilist_link_init(&db->db_cache_link);
145         refcount_create(&db->db_holds);
146
147         return (0);
148 }
149
150 /* ARGSUSED */
151 static void
152 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
153 {
154         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
155         mutex_destroy(&db->db_mtx);
156         cv_destroy(&db->db_changed);
157         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
158         refcount_destroy(&db->db_holds);
159 }
160
161 /*
162  * dbuf hash table routines
163  */
164 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
165
166 static uint64_t dbuf_hash_count;
167
168 static uint64_t
169 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
170 {
171         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
172         uint64_t crc = -1ULL;
173
174         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
175         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
176         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
177         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
178         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
179         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
180         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
181
182         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
183
184         return (crc);
185 }
186
187 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
188         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
189         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
190         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
191         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
192
193 dmu_buf_impl_t *
194 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
195 {
196         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
197         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
198         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
199         dmu_buf_impl_t *db;
200
201         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
202         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
203                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
204                         mutex_enter(&db->db_mtx);
205                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
206                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
207                                 return (db);
208                         }
209                         mutex_exit(&db->db_mtx);
210                 }
211         }
212         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
213         return (NULL);
214 }
215
216 static dmu_buf_impl_t *
217 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
218 {
219         dnode_t *dn;
220         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
221
222         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
223                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
224                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
225                         db = dn->dn_bonus;
226                         mutex_enter(&db->db_mtx);
227                 }
228                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
229                 dnode_rele(dn, FTAG);
230         }
231         return (db);
232 }
233
234 /*
235  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
236  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
237  * will be returned and the new element will not be inserted.
238  * Otherwise returns NULL.
239  */
240 static dmu_buf_impl_t *
241 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
242 {
243         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
244         objset_t *os = db->db_objset;
245         uint64_t obj = db->db.db_object;
246         int level = db->db_level;
247         uint64_t blkid = db->db_blkid;
248         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
249         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
250         dmu_buf_impl_t *dbf;
251
252         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
253         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
254                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
255                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
256                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
257                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
258                                 return (dbf);
259                         }
260                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
261                 }
262         }
263
264         mutex_enter(&db->db_mtx);
265         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
266         h->hash_table[idx] = db;
267         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
268         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
269
270         return (NULL);
271 }
272
273 /*
274  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
275  */
276 static void
277 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
278 {
279         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
280         uint64_t hv = dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
281             db->db_level, db->db_blkid);
282         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
283         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
284
285         /*
286          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
287          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
288          */
289         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
290         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
291         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
292
293         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
294         dbp = &h->hash_table[idx];
295         while ((dbf = *dbp) != db) {
296                 dbp = &dbf->db_hash_next;
297                 ASSERT(dbf != NULL);
298         }
299         *dbp = db->db_hash_next;
300         db->db_hash_next = NULL;
301         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
302         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
303 }
304
305 typedef enum {
306         DBVU_EVICTING,
307         DBVU_NOT_EVICTING
308 } dbvu_verify_type_t;
309
310 static void
311 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
312 {
313 #ifdef ZFS_DEBUG
314         int64_t holds;
315
316         if (db->db_user == NULL)
317                 return;
318
319         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
320         ASSERT(db->db_level == 0);
321
322         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
323         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
324         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
325
326         holds = refcount_count(&db->db_holds);
327         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
328                 /*
329                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
330                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
331                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
332                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
333                  * during eviction even though db_mtx is held (see
334                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
335                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
336                  */
337                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
338         } else {
339                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
340                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
341                 else
342                         ASSERT3U(holds, >, 0);
343         }
344 #endif
345 }
346
347 static void
348 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
349 {
350         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
351
352         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
353
354         if (dbu == NULL)
355                 return;
356
357         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
358         db->db_user = NULL;
359
360 #ifdef ZFS_DEBUG
361         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
362                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
363 #endif
364
365         /*
366          * There are two eviction callbacks - one that we call synchronously
367          * and one that we invoke via a taskq.  The async one is useful for
368          * avoiding lock order reversals and limiting stack depth.
369          *
370          * Note that if we have a sync callback but no async callback,
371          * it's likely that the sync callback will free the structure
372          * containing the dbu.  In that case we need to take care to not
373          * dereference dbu after calling the sync evict func.
374          */
375         boolean_t has_async = (dbu->dbu_evict_func_async != NULL);
376
377         if (dbu->dbu_evict_func_sync != NULL)
378                 dbu->dbu_evict_func_sync(dbu);
379
380         if (has_async) {
381                 taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func_async,
382                     dbu, 0, &dbu->dbu_tqent);
383         }
384 }
385
386 boolean_t
387 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
388 {
389         if (db->db_level > 0) {
390                 return (B_TRUE);
391         } else {
392                 boolean_t is_metadata;
393
394                 DB_DNODE_ENTER(db);
395                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
396                 DB_DNODE_EXIT(db);
397
398                 return (is_metadata);
399         }
400 }
401
402 /*
403  * This function *must* return indices evenly distributed between all
404  * sublists of the multilist. This is needed due to how the dbuf eviction
405  * code is laid out; dbuf_evict_thread() assumes dbufs are evenly
406  * distributed between all sublists and uses this assumption when
407  * deciding which sublist to evict from and how much to evict from it.
408  */
409 unsigned int
410 dbuf_cache_multilist_index_func(multilist_t *ml, void *obj)
411 {
412         dmu_buf_impl_t *db = obj;
413
414         /*
415          * The assumption here, is the hash value for a given
416          * dmu_buf_impl_t will remain constant throughout it's lifetime
417          * (i.e. it's objset, object, level and blkid fields don't change).
418          * Thus, we don't need to store the dbuf's sublist index
419          * on insertion, as this index can be recalculated on removal.
420          *
421          * Also, the low order bits of the hash value are thought to be
422          * distributed evenly. Otherwise, in the case that the multilist
423          * has a power of two number of sublists, each sublists' usage
424          * would not be evenly distributed.
425          */
426         return (dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
427             db->db_level, db->db_blkid) %
428             multilist_get_num_sublists(ml));
429 }
430
431 static inline boolean_t
432 dbuf_cache_above_hiwater(void)
433 {
434         uint64_t dbuf_cache_hiwater_bytes =
435             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_hiwater_pct) / 100;
436
437         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
438             dbuf_cache_max_bytes + dbuf_cache_hiwater_bytes);
439 }
440
441 static inline boolean_t
442 dbuf_cache_above_lowater(void)
443 {
444         uint64_t dbuf_cache_lowater_bytes =
445             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_lowater_pct) / 100;
446
447         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
448             dbuf_cache_max_bytes - dbuf_cache_lowater_bytes);
449 }
450
451 /*
452  * Evict the oldest eligible dbuf from the dbuf cache.
453  */
454 static void
455 dbuf_evict_one(void)
456 {
457         int idx = multilist_get_random_index(&dbuf_cache);
458         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock(&dbuf_cache, idx);
459
460         ASSERT(!MUTEX_HELD(&dbuf_evict_lock));
461
462         /*
463          * Set the thread's tsd to indicate that it's processing evictions.
464          * Once a thread stops evicting from the dbuf cache it will
465          * reset its tsd to NULL.
466          */
467         ASSERT3P(tsd_get(zfs_dbuf_evict_key), ==, NULL);
468         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, (void *)B_TRUE);
469
470         dmu_buf_impl_t *db = multilist_sublist_tail(mls);
471         while (db != NULL && mutex_tryenter(&db->db_mtx) == 0) {
472                 db = multilist_sublist_prev(mls, db);
473         }
474
475         DTRACE_PROBE2(dbuf__evict__one, dmu_buf_impl_t *, db,
476             multilist_sublist_t *, mls);
477
478         if (db != NULL) {
479                 multilist_sublist_remove(mls, db);
480                 multilist_sublist_unlock(mls);
481                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
482                     db->db.db_size, db);
483                 dbuf_destroy(db);
484         } else {
485                 multilist_sublist_unlock(mls);
486         }
487         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, NULL);
488 }
489
490 /*
491  * The dbuf evict thread is responsible for aging out dbufs from the
492  * cache. Once the cache has reached it's maximum size, dbufs are removed
493  * and destroyed. The eviction thread will continue running until the size
494  * of the dbuf cache is at or below the maximum size. Once the dbuf is aged
495  * out of the cache it is destroyed and becomes eligible for arc eviction.
496  */
497 static void
498 dbuf_evict_thread(void *dummy __unused)
499 {
500         callb_cpr_t cpr;
501
502         CALLB_CPR_INIT(&cpr, &dbuf_evict_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
503
504         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
505         while (!dbuf_evict_thread_exit) {
506                 while (!dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
507                         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
508                         (void) cv_timedwait_hires(&dbuf_evict_cv,
509                             &dbuf_evict_lock, SEC2NSEC(1), MSEC2NSEC(1), 0);
510                         CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &dbuf_evict_lock);
511                 }
512                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
513
514                 /*
515                  * Keep evicting as long as we're above the low water mark
516                  * for the cache. We do this without holding the locks to
517                  * minimize lock contention.
518                  */
519                 while (dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
520                         dbuf_evict_one();
521                 }
522
523                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
524         }
525
526         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
527         cv_broadcast(&dbuf_evict_cv);
528         CALLB_CPR_EXIT(&cpr);   /* drops dbuf_evict_lock */
529         thread_exit();
530 }
531
532 /*
533  * Wake up the dbuf eviction thread if the dbuf cache is at its max size.
534  * If the dbuf cache is at its high water mark, then evict a dbuf from the
535  * dbuf cache using the callers context.
536  */
537 static void
538 dbuf_evict_notify(void)
539 {
540
541         /*
542          * We use thread specific data to track when a thread has
543          * started processing evictions. This allows us to avoid deeply
544          * nested stacks that would have a call flow similar to this:
545          *
546          * dbuf_rele()-->dbuf_rele_and_unlock()-->dbuf_evict_notify()
547          *      ^                                               |
548          *      |                                               |
549          *      +-----dbuf_destroy()<--dbuf_evict_one()<--------+
550          *
551          * The dbuf_eviction_thread will always have its tsd set until
552          * that thread exits. All other threads will only set their tsd
553          * if they are participating in the eviction process. This only
554          * happens if the eviction thread is unable to process evictions
555          * fast enough. To keep the dbuf cache size in check, other threads
556          * can evict from the dbuf cache directly. Those threads will set
557          * their tsd values so that we ensure that they only evict one dbuf
558          * from the dbuf cache.
559          */
560         if (tsd_get(zfs_dbuf_evict_key) != NULL)
561                 return;
562
563         if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
564                 boolean_t evict_now = B_FALSE;
565
566                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
567                 if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
568                         evict_now = dbuf_cache_above_hiwater();
569                         cv_signal(&dbuf_evict_cv);
570                 }
571                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
572
573                 if (evict_now) {
574                         dbuf_evict_one();
575                 }
576         }
577 }
578
579 void
580 dbuf_init(void)
581 {
582         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
583         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
584         int i;
585
586         /*
587          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
588          * with an average 4K block size.  The table will take up
589          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
590          */
591         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
592                 hsize <<= 1;
593
594 retry:
595         h->hash_table_mask = hsize - 1;
596         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
597         if (h->hash_table == NULL) {
598                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
599                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
600                 hsize >>= 1;
601                 goto retry;
602         }
603
604         dbuf_kmem_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
605             sizeof (dmu_buf_impl_t),
606             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
607
608         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
609                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
610
611         /*
612          * Setup the parameters for the dbuf cache. We cap the size of the
613          * dbuf cache to 1/32nd (default) of the size of the ARC.
614          */
615         dbuf_cache_max_bytes = MIN(dbuf_cache_max_bytes,
616             arc_max_bytes() >> dbuf_cache_max_shift);
617
618         /*
619          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
620          * configuration is not required.
621          */
622         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
623
624         multilist_create(&dbuf_cache, sizeof (dmu_buf_impl_t),
625             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_cache_link),
626             zfs_arc_num_sublists_per_state,
627             dbuf_cache_multilist_index_func);
628         refcount_create(&dbuf_cache_size);
629
630         tsd_create(&zfs_dbuf_evict_key, NULL);
631         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
632         mutex_init(&dbuf_evict_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
633         cv_init(&dbuf_evict_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
634         dbuf_cache_evict_thread = thread_create(NULL, 0, dbuf_evict_thread,
635             NULL, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
636 }
637
638 void
639 dbuf_fini(void)
640 {
641         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
642         int i;
643
644         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
645                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
646         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
647         kmem_cache_destroy(dbuf_kmem_cache);
648         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
649
650         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
651         dbuf_evict_thread_exit = B_TRUE;
652         while (dbuf_evict_thread_exit) {
653                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
654                 cv_wait(&dbuf_evict_cv, &dbuf_evict_lock);
655         }
656         mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
657         tsd_destroy(&zfs_dbuf_evict_key);
658
659         mutex_destroy(&dbuf_evict_lock);
660         cv_destroy(&dbuf_evict_cv);
661
662         refcount_destroy(&dbuf_cache_size);
663         multilist_destroy(&dbuf_cache);
664 }
665
666 /*
667  * Other stuff.
668  */
669
670 #ifdef ZFS_DEBUG
671 static void
672 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
673 {
674         dnode_t *dn;
675         dbuf_dirty_record_t *dr;
676
677         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
678
679         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
680                 return;
681
682         ASSERT(db->db_objset != NULL);
683         DB_DNODE_ENTER(db);
684         dn = DB_DNODE(db);
685         if (dn == NULL) {
686                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
687                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
688         } else {
689                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
690                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
691                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
692                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
693                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
694                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
695         }
696         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
697                 ASSERT(dn != NULL);
698                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
699                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
700         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
701                 ASSERT(dn != NULL);
702                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
703                 ASSERT0(db->db.db_offset);
704         } else {
705                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
706         }
707
708         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
709                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
710
711         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
712                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
713
714         /*
715          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
716          * can be momentarily different when another thread is doing
717          * dnode_set_blksz().
718          */
719         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
720                 dr = db->db_data_pending;
721                 /*
722                  * It should only be modified in syncing context, so
723                  * make sure we only have one copy of the data.
724                  */
725                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
726         }
727
728         /* verify db->db_blkptr */
729         if (db->db_blkptr) {
730                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
731                         /* db is pointed to by the dnode */
732                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
733                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
734                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
735                         else
736                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
737                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
738                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
739                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
740                 } else {
741                         /* db is pointed to by an indirect block */
742                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
743                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
744                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
745                             db->db.db_object);
746                         /*
747                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
748                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
749                          * grows.  safe to do this now?
750                          */
751                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
752                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
753                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
754                                     db->db_blkid % epb));
755                         }
756                 }
757         }
758         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
759             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
760             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
761             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
762                 /*
763                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
764                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
765                  * data when we evict this buffer.
766                  *
767                  * There is an exception to this rule for indirect blocks; in
768                  * this case, if the indirect block is a hole, we fill in a few
769                  * fields on each of the child blocks (importantly, birth time)
770                  * to prevent hole birth times from being lost when you
771                  * partially fill in a hole.
772                  */
773                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
774                         if (db->db_level == 0) {
775                                 uint64_t *buf = db->db.db_data;
776                                 int i;
777
778                                 for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
779                                         ASSERT(buf[i] == 0);
780                                 }
781                         } else {
782                                 blkptr_t *bps = db->db.db_data;
783                                 ASSERT3U(1 << DB_DNODE(db)->dn_indblkshift, ==,
784                                     db->db.db_size);
785                                 /*
786                                  * We want to verify that all the blkptrs in the
787                                  * indirect block are holes, but we may have
788                                  * automatically set up a few fields for them.
789                                  * We iterate through each blkptr and verify
790                                  * they only have those fields set.
791                                  */
792                                 for (int i = 0;
793                                     i < db->db.db_size / sizeof (blkptr_t);
794                                     i++) {
795                                         blkptr_t *bp = &bps[i];
796                                         ASSERT(ZIO_CHECKSUM_IS_ZERO(
797                                             &bp->blk_cksum));
798                                         ASSERT(
799                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[0]) &&
800                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[1]) &&
801                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[2]));
802                                         ASSERT0(bp->blk_fill);
803                                         ASSERT0(bp->blk_pad[0]);
804                                         ASSERT0(bp->blk_pad[1]);
805                                         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
806                                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
807                                         ASSERT0(bp->blk_phys_birth);
808                                 }
809                         }
810                 }
811         }
812         DB_DNODE_EXIT(db);
813 }
814 #endif
815
816 static void
817 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
818 {
819         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
820         dbuf_evict_user(db);
821         ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
822         db->db.db_data = NULL;
823         if (db->db_state != DB_NOFILL)
824                 db->db_state = DB_UNCACHED;
825 }
826
827 static void
828 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
829 {
830         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
831         ASSERT(buf != NULL);
832
833         db->db_buf = buf;
834         ASSERT(buf->b_data != NULL);
835         db->db.db_data = buf->b_data;
836 }
837
838 /*
839  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
840  */
841 arc_buf_t *
842 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
843 {
844         arc_buf_t *abuf;
845
846         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
847         mutex_enter(&db->db_mtx);
848         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
849                 int blksz = db->db.db_size;
850                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
851
852                 mutex_exit(&db->db_mtx);
853                 abuf = arc_loan_buf(spa, blksz);
854                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
855         } else {
856                 abuf = db->db_buf;
857                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
858                 db->db_buf = NULL;
859                 dbuf_clear_data(db);
860                 mutex_exit(&db->db_mtx);
861         }
862         return (abuf);
863 }
864
865 /*
866  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
867  * provided.
868  */
869 uint64_t
870 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
871 {
872         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
873                 /*
874                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
875                  * the number of level 0s in a level n block.
876                  *
877                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
878                  * offset / 2^datablkshift.
879                  *
880                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
881                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
882                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
883                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
884                  *
885                  * Thus, the level n blkid is: offset /
886                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
887                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
888                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
889                  * = offset >> (datablkshift + level *
890                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
891                  */
892                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
893                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
894         } else {
895                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
896                 return (0);
897         }
898 }
899
900 static void
901 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
902 {
903         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
904
905         mutex_enter(&db->db_mtx);
906         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
907         /*
908          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
909          */
910         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
911         ASSERT(db->db_buf == NULL);
912         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
913         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
914                 /* we were freed in flight; disregard any error */
915                 arc_release(buf, db);
916                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
917                 arc_buf_freeze(buf);
918                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
919                 dbuf_set_data(db, buf);
920                 db->db_state = DB_CACHED;
921         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
922                 dbuf_set_data(db, buf);
923                 db->db_state = DB_CACHED;
924         } else {
925                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
926                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
927                 arc_buf_destroy(buf, db);
928                 db->db_state = DB_UNCACHED;
929         }
930         cv_broadcast(&db->db_changed);
931         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
932 }
933
934 static void
935 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
936 {
937         dnode_t *dn;
938         zbookmark_phys_t zb;
939         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
940
941         DB_DNODE_ENTER(db);
942         dn = DB_DNODE(db);
943         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
944         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
945         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
946         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
947         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
948         ASSERT(db->db_buf == NULL);
949
950         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
951                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
952
953                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
954                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
955                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
956                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
957                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
958                 if (bonuslen)
959                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
960                 DB_DNODE_EXIT(db);
961                 db->db_state = DB_CACHED;
962                 mutex_exit(&db->db_mtx);
963                 return;
964         }
965
966         /*
967          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
968          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
969          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
970          */
971         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
972             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
973             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
974                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
975
976                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(db->db_objset->os_spa,
977                     db->db.db_size, db, type));
978                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
979
980                 if (db->db_blkptr != NULL && db->db_level > 0 &&
981                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
982                     db->db_blkptr->blk_birth != 0) {
983                         blkptr_t *bps = db->db.db_data;
984                         for (int i = 0; i < ((1 <<
985                             DB_DNODE(db)->dn_indblkshift) / sizeof (blkptr_t));
986                             i++) {
987                                 blkptr_t *bp = &bps[i];
988                                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
989                                     1 << dn->dn_indblkshift);
990                                 BP_SET_LSIZE(bp,
991                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) == 1 ?
992                                     dn->dn_datablksz :
993                                     BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr));
994                                 BP_SET_TYPE(bp, BP_GET_TYPE(db->db_blkptr));
995                                 BP_SET_LEVEL(bp,
996                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) - 1);
997                                 BP_SET_BIRTH(bp, db->db_blkptr->blk_birth, 0);
998                         }
999                 }
1000                 DB_DNODE_EXIT(db);
1001                 db->db_state = DB_CACHED;
1002                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1003                 return;
1004         }
1005
1006         DB_DNODE_EXIT(db);
1007
1008         db->db_state = DB_READ;
1009         mutex_exit(&db->db_mtx);
1010
1011         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
1012                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
1013
1014         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
1015             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1016             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1017
1018         dbuf_add_ref(db, NULL);
1019
1020         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
1021             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
1022             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
1023             &aflags, &zb);
1024 }
1025
1026 int
1027 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
1028 {
1029         int err = 0;
1030         boolean_t havepzio = (zio != NULL);
1031         boolean_t prefetch;
1032         dnode_t *dn;
1033
1034         /*
1035          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
1036          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
1037          */
1038         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1039
1040         if (db->db_state == DB_NOFILL)
1041                 return (SET_ERROR(EIO));
1042
1043         DB_DNODE_ENTER(db);
1044         dn = DB_DNODE(db);
1045         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1046                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1047
1048         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1049             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
1050             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
1051
1052         mutex_enter(&db->db_mtx);
1053         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1054                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1055                 if (prefetch)
1056                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1057                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1058                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1059                 DB_DNODE_EXIT(db);
1060         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1061                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1062
1063                 if (zio == NULL)
1064                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
1065                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
1066
1067                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
1068
1069                 if (prefetch)
1070                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1071
1072                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1073                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1074                 DB_DNODE_EXIT(db);
1075
1076                 if (!havepzio)
1077                         err = zio_wait(zio);
1078         } else {
1079                 /*
1080                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
1081                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
1082                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
1083                  * first reader's request will reach the read_done callback
1084                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
1085                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
1086                  */
1087                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1088                 if (prefetch)
1089                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1090                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1091                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1092                 DB_DNODE_EXIT(db);
1093
1094                 /* Skip the wait per the caller's request. */
1095                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1096                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
1097                         while (db->db_state == DB_READ ||
1098                             db->db_state == DB_FILL) {
1099                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
1100                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
1101                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
1102                                     db, zio_t *, zio);
1103                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1104                         }
1105                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
1106                                 err = SET_ERROR(EIO);
1107                 }
1108                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1109         }
1110
1111         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
1112         return (err);
1113 }
1114
1115 static void
1116 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
1117 {
1118         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1119         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1120         mutex_enter(&db->db_mtx);
1121         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1122                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1123         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1124                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1125                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1126
1127                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
1128                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1129                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(spa, db->db.db_size, db, type));
1130                 db->db_state = DB_FILL;
1131         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
1132                 dbuf_clear_data(db);
1133         } else {
1134                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1135         }
1136         mutex_exit(&db->db_mtx);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of
1141  * buffers, that have been modified in a previous transaction
1142  * group, before we modify them in the current active group.
1143  *
1144  * This function is used in two places: when we are dirtying a
1145  * buffer for the first time in a txg, and when we are freeing
1146  * a range in a dnode that includes this buffer.
1147  *
1148  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do
1149  * not put a hold on the buffer, we just traverse the active
1150  * dbuf list for the dnode.
1151  */
1152 static void
1153 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
1154 {
1155         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1156
1157         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1158         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1159         ASSERT(db->db_level == 0);
1160         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1161
1162         if (dr == NULL ||
1163             (dr->dt.dl.dr_data !=
1164             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
1165                 return;
1166
1167         /*
1168          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
1169          * and its referencing the dbuf data, either:
1170          *      reset the reference to point to a new copy,
1171          * or (if there a no active holders)
1172          *      just null out the current db_data pointer.
1173          */
1174         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
1175         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1176                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
1177                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
1178                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1179                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1180         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1181                 int size = db->db.db_size;
1182                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1183                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1184
1185                 dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_buf(spa, size, db, type);
1186                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
1187         } else {
1188                 db->db_buf = NULL;
1189                 dbuf_clear_data(db);
1190         }
1191 }
1192
1193 void
1194 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
1195 {
1196         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1197         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1198         uint64_t txg = dr->dr_txg;
1199
1200         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1201         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
1202         ASSERT(db->db_level == 0);
1203
1204         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1205             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
1206                 return;
1207
1208         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
1209
1210         /* free this block */
1211         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
1212                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
1213
1214         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1215         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
1216
1217         /*
1218          * Release the already-written buffer, so we leave it in
1219          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
1220          * modifying the buffer, so they will immediately do
1221          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
1222          * the buf thawed to save the effort of freezing &
1223          * immediately re-thawing it.
1224          */
1225         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
1230  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
1231  * empty blocks.
1232  */
1233 void
1234 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1235     dmu_tx_t *tx)
1236 {
1237         dmu_buf_impl_t db_search;
1238         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1239         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1240         avl_index_t where;
1241
1242         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid &&
1243             !(start_blkid == DMU_SPILL_BLKID || end_blkid == DMU_SPILL_BLKID))
1244                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
1245         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
1246
1247         db_search.db_level = 0;
1248         db_search.db_blkid = start_blkid;
1249         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1250
1251         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1252         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1253         ASSERT3P(db, ==, NULL);
1254
1255         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1256
1257         for (; db != NULL; db = db_next) {
1258                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
1259                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1260
1261                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
1262                         break;
1263                 }
1264                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1265
1266                 /* found a level 0 buffer in the range */
1267                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1268                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
1269                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
1270                         continue;
1271                 }
1272
1273                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
1274                     db->db_state == DB_NOFILL ||
1275                     db->db_state == DB_EVICTING) {
1276                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1277                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1278                         continue;
1279                 }
1280                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
1281                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
1282                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
1283                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1284                         continue;
1285                 }
1286                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
1287                         ASSERT(db->db_buf);
1288                         dbuf_destroy(db);
1289                         continue;
1290                 }
1291                 /* The dbuf is referenced */
1292
1293                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
1294                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1295
1296                         if (dr->dr_txg == txg) {
1297                                 /*
1298                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
1299                                  * size to reflect that this buffer may
1300                                  * contain new data when we sync.
1301                                  */
1302                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
1303                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
1304                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
1305                                 dbuf_unoverride(dr);
1306                         } else {
1307                                 /*
1308                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1309                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1310                                  * the open context) or reset its contents to
1311                                  * empty.
1312                                  */
1313                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1314                         }
1315                 }
1316                 /* clear the contents if its cached */
1317                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1318                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1319                         arc_release(db->db_buf, db);
1320                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1321                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1322                 }
1323
1324                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1325         }
1326         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1327 }
1328
1329 static int
1330 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
1331 {
1332         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
1333         uint64_t birth_txg = 0;
1334
1335         /*
1336          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
1337          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
1338          * so we'll ignore db_blkptr.
1339          *
1340          * This logic ensures that only block births for
1341          * filled blocks are considered.
1342          */
1343         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1344         if (db->db_last_dirty && (db->db_blkptr == NULL ||
1345             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1346                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
1347         } else if (db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1348                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
1349         }
1350
1351         /*
1352          * If this block don't exist or is in a snapshot, it can't be freed.
1353          * Don't pass the bp to dsl_dataset_block_freeable() since we
1354          * are holding the db_mtx lock and might deadlock if we are
1355          * prefetching a dedup-ed block.
1356          */
1357         if (birth_txg != 0)
1358                 return (ds == NULL ||
1359                     dsl_dataset_block_freeable(ds, NULL, birth_txg));
1360         else
1361                 return (B_FALSE);
1362 }
1363
1364 void
1365 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1366 {
1367         arc_buf_t *buf, *obuf;
1368         int osize = db->db.db_size;
1369         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1370         dnode_t *dn;
1371
1372         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1373
1374         DB_DNODE_ENTER(db);
1375         dn = DB_DNODE(db);
1376
1377         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1378         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1379
1380         /*
1381          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1382          * is OK, because there can be no other references to the db
1383          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1384          * be happening.
1385          */
1386         /*
1387          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1388          * value and returning that up to our callers
1389          */
1390         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1391
1392         /* create the data buffer for the new block */
1393         buf = arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, size, db, type);
1394
1395         /* copy old block data to the new block */
1396         obuf = db->db_buf;
1397         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1398         /* zero the remainder */
1399         if (size > osize)
1400                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1401
1402         mutex_enter(&db->db_mtx);
1403         dbuf_set_data(db, buf);
1404         arc_buf_destroy(obuf, db);
1405         db->db.db_size = size;
1406
1407         if (db->db_level == 0) {
1408                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1409                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1410         }
1411         mutex_exit(&db->db_mtx);
1412
1413         dnode_willuse_space(dn, size-osize, tx);
1414         DB_DNODE_EXIT(db);
1415 }
1416
1417 void
1418 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1419 {
1420         objset_t *os = db->db_objset;
1421
1422         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1423         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1424             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1425         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1426
1427         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1428 }
1429
1430 /*
1431  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1432  * dirtied again.
1433  */
1434 static void
1435 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1436 {
1437         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1438
1439         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1440
1441         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1442                 /*
1443                  * If this buffer has already been written out,
1444                  * we now need to reset its state.
1445                  */
1446                 dbuf_unoverride(dr);
1447                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1448                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1449                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1450                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1451                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1452                 }
1453         }
1454 }
1455
1456 dbuf_dirty_record_t *
1457 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1458 {
1459         dnode_t *dn;
1460         objset_t *os;
1461         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1462         int drop_struct_lock = FALSE;
1463         boolean_t do_free_accounting = B_FALSE;
1464         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1465
1466         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1467         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1468         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1469
1470         DB_DNODE_ENTER(db);
1471         dn = DB_DNODE(db);
1472         /*
1473          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1474          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1475          * were already pre-dirtied in open context.
1476          */
1477 #ifdef DEBUG
1478         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1479                 rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1480                     RW_READER, FTAG);
1481         }
1482         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1483             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1484             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1485             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1486         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1487                 rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1488 #endif
1489         /*
1490          * We make this assert for private objects as well, but after we
1491          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1492          * in syncing context.
1493          */
1494         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1495             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1496             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1497
1498         mutex_enter(&db->db_mtx);
1499         /*
1500          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1501          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1502          * syncing context don't bother holding ahead.
1503          */
1504         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1505             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1506             db->db_state == DB_NOFILL);
1507
1508         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1509         /*
1510          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1511          * initialize the objset.
1512          */
1513         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
1514                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1515                         rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1516                             RW_READER, FTAG);
1517                 }
1518                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1519                         dn->dn_dirtyctx = (dmu_tx_is_syncing(tx) ?
1520                             DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1521                         ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1522                         dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1523                 }
1524                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1525                         rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1526                             FTAG);
1527                 }
1528         }
1529         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1530
1531         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1532                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1533
1534         /*
1535          * If this buffer is already dirty, we're done.
1536          */
1537         drp = &db->db_last_dirty;
1538         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1539             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1540         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1541                 drp = &dr->dr_next;
1542         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1543                 DB_DNODE_EXIT(db);
1544
1545                 dbuf_redirty(dr);
1546                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1547                 return (dr);
1548         }
1549
1550         /*
1551          * Only valid if not already dirty.
1552          */
1553         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1554             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1555             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1556
1557         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1558         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1559             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1560             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1561             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1562             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1563
1564         /*
1565          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1566          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1567          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1568          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1569          * this assertion only if we're not already dirty.
1570          */
1571         os = dn->dn_objset;
1572 #ifdef DEBUG
1573         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1574                 rrw_enter(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1575         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1576             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1577         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1578                 rrw_exit(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1579 #endif
1580         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1581
1582         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1583
1584         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1585                 /*
1586                  * Update the accounting.
1587                  * Note: we delay "free accounting" until after we drop
1588                  * the db_mtx.  This keeps us from grabbing other locks
1589                  * (and possibly deadlocking) in bp_get_dsize() while
1590                  * also holding the db_mtx.
1591                  */
1592                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
1593                 do_free_accounting = dbuf_block_freeable(db);
1594         }
1595
1596         /*
1597          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1598          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1599          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1600          */
1601         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1602         if (db->db_level == 0) {
1603                 void *data_old = db->db_buf;
1604
1605                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1606                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1607                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1608                                 data_old = db->db.db_data;
1609                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1610                                 /*
1611                                  * Release the data buffer from the cache so
1612                                  * that we can modify it without impacting
1613                                  * possible other users of this cached data
1614                                  * block.  Note that indirect blocks and
1615                                  * private objects are not released until the
1616                                  * syncing state (since they are only modified
1617                                  * then).
1618                                  */
1619                                 arc_release(db->db_buf, db);
1620                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1621                                 data_old = db->db_buf;
1622                         }
1623                         ASSERT(data_old != NULL);
1624                 }
1625                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1626         } else {
1627                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1628                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1629                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1630                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1631         }
1632         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1633                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1634         dr->dr_dbuf = db;
1635         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1636         dr->dr_next = *drp;
1637         *drp = dr;
1638
1639         /*
1640          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1641          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1642          * happened after the free.
1643          */
1644         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1645             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1646                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1647                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1648                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1649                             db->db_blkid, 1);
1650                 }
1651                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1652                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1653         }
1654
1655         /*
1656          * This buffer is now part of this txg
1657          */
1658         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1659         db->db_dirtycnt += 1;
1660         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1661
1662         mutex_exit(&db->db_mtx);
1663
1664         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1665             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1666                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1667                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1668                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1669                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1670                 dnode_setdirty(dn, tx);
1671                 DB_DNODE_EXIT(db);
1672                 return (dr);
1673         }
1674
1675         /*
1676          * The dn_struct_rwlock prevents db_blkptr from changing
1677          * due to a write from syncing context completing
1678          * while we are running, so we want to acquire it before
1679          * looking at db_blkptr.
1680          */
1681         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1682                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1683                 drop_struct_lock = TRUE;
1684         }
1685
1686         if (do_free_accounting) {
1687                 blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
1688                 int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
1689                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
1690                 /*
1691                  * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
1692                  * in a previous txg, we don't know how much
1693                  * space it will use on disk yet.  We should
1694                  * really have the struct_rwlock to access
1695                  * db_blkptr, but since this is just a guess,
1696                  * it's OK if we get an odd answer.
1697                  */
1698                 ddt_prefetch(os->os_spa, bp);
1699                 dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
1700         }
1701
1702         if (db->db_level == 0) {
1703                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1704                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1705         }
1706
1707         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1708                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1709                 dbuf_dirty_record_t *di;
1710                 int parent_held = FALSE;
1711
1712                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1713                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1714
1715                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1716                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1717                         ASSERT(parent != NULL);
1718                         parent_held = TRUE;
1719                 }
1720                 if (drop_struct_lock)
1721                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1722                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1723                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1724                 if (parent_held)
1725                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1726
1727                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1728                 /*
1729                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1730                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1731                  */
1732                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1733                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1734                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1735                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1736                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1737                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1738                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1739                         dr->dr_parent = di;
1740                 }
1741                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1742         } else {
1743                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1744                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1745                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1746                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1747                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1748                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1749                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1750                 if (drop_struct_lock)
1751                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1752         }
1753
1754         dnode_setdirty(dn, tx);
1755         DB_DNODE_EXIT(db);
1756         return (dr);
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1761  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1762  */
1763 static boolean_t
1764 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1765 {
1766         dnode_t *dn;
1767         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1768         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1769
1770         ASSERT(txg != 0);
1771
1772         /*
1773          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1774          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1775          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1776          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1777          */
1778         ASSERT(db->db_objset ==
1779             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1780             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1781         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1782         ASSERT0(db->db_level);
1783         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1784
1785         /*
1786          * If this buffer is not dirty, we're done.
1787          */
1788         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1789                 if (dr->dr_txg <= txg)
1790                         break;
1791         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1792                 return (B_FALSE);
1793         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1794         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1795
1796         DB_DNODE_ENTER(db);
1797         dn = DB_DNODE(db);
1798
1799         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1800
1801         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1802
1803         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1804             dr->dr_accounted, txg);
1805
1806         *drp = dr->dr_next;
1807
1808         /*
1809          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1810          * where this dirty record may be put on a list.
1811          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1812          * every one of those list_insert calls.
1813          */
1814         if (dr->dr_parent) {
1815                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1816                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1817                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1818         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1819             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1820                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1821                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1822                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1823                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1824         }
1825         DB_DNODE_EXIT(db);
1826
1827         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1828                 dbuf_unoverride(dr);
1829
1830                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1831                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1832                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1833                         arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
1834         }
1835
1836         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1837
1838         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1839         db->db_dirtycnt -= 1;
1840
1841         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1842                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(db->db_buf));
1843                 dbuf_destroy(db);
1844                 return (B_TRUE);
1845         }
1846
1847         return (B_FALSE);
1848 }
1849
1850 void
1851 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1852 {
1853         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1854         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1855
1856         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1857         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1858
1859         /*
1860          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1861          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1862          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1863          * cached).
1864          */
1865         mutex_enter(&db->db_mtx);
1866         dbuf_dirty_record_t *dr;
1867         for (dr = db->db_last_dirty;
1868             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1869                 /*
1870                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1871                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1872                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1873                  */
1874                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1875                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1876                         dbuf_redirty(dr);
1877                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1878                         return;
1879                 }
1880         }
1881         mutex_exit(&db->db_mtx);
1882
1883         DB_DNODE_ENTER(db);
1884         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1885                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1886         DB_DNODE_EXIT(db);
1887         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1888         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1889 }
1890
1891 void
1892 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1893 {
1894         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1895
1896         db->db_state = DB_NOFILL;
1897
1898         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1899 }
1900
1901 void
1902 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1903 {
1904         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1905
1906         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1907         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1908         ASSERT(db->db_level == 0);
1909         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1910
1911         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1912             dmu_tx_private_ok(tx));
1913
1914         dbuf_noread(db);
1915         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1916 }
1917
1918 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1919 /* ARGSUSED */
1920 void
1921 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1922 {
1923         mutex_enter(&db->db_mtx);
1924         DBUF_VERIFY(db);
1925
1926         if (db->db_state == DB_FILL) {
1927                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1928                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1929                         /* we were freed while filling */
1930                         /* XXX dbuf_undirty? */
1931                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1932                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1933                 }
1934                 db->db_state = DB_CACHED;
1935                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1936         }
1937         mutex_exit(&db->db_mtx);
1938 }
1939
1940 void
1941 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1942     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1943     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1944     dmu_tx_t *tx)
1945 {
1946         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1947         struct dirty_leaf *dl;
1948         dmu_object_type_t type;
1949
1950         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1951                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1952                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1953         }
1954
1955         DB_DNODE_ENTER(db);
1956         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1957         DB_DNODE_EXIT(db);
1958
1959         ASSERT0(db->db_level);
1960         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1961
1962         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1963
1964         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1965         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1966         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1967             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1968         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1969         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1970         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1971         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1972
1973         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1974         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1975 }
1976
1977 /*
1978  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1979  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1980  */
1981 void
1982 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1983 {
1984         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1985         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1986         ASSERT(db->db_level == 0);
1987         ASSERT(DBUF_GET_BUFC_TYPE(db) == ARC_BUFC_DATA);
1988         ASSERT(buf != NULL);
1989         ASSERT(arc_buf_size(buf) == db->db.db_size);
1990         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1991
1992         arc_return_buf(buf, db);
1993         ASSERT(arc_released(buf));
1994
1995         mutex_enter(&db->db_mtx);
1996
1997         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1998                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1999
2000         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
2001
2002         if (db->db_state == DB_CACHED &&
2003             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
2004                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2005                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
2006                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
2007                 arc_buf_destroy(buf, db);
2008                 xuio_stat_wbuf_copied();
2009                 return;
2010         }
2011
2012         xuio_stat_wbuf_nocopy();
2013         if (db->db_state == DB_CACHED) {
2014                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
2015
2016                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
2017                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
2018                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
2019                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
2020                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
2021                                     DR_OVERRIDDEN);
2022                                 arc_release(db->db_buf, db);
2023                         }
2024                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
2025                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2026                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
2027                         arc_release(db->db_buf, db);
2028                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2029                 }
2030                 db->db_buf = NULL;
2031         }
2032         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2033         dbuf_set_data(db, buf);
2034         db->db_state = DB_FILL;
2035         mutex_exit(&db->db_mtx);
2036         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2037         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
2038 }
2039
2040 void
2041 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
2042 {
2043         dnode_t *dn;
2044         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2045         dmu_buf_impl_t *dndb;
2046
2047         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2048         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2049
2050         if (db->db_buf != NULL) {
2051                 arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2052                 db->db_buf = NULL;
2053         }
2054
2055         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2056                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
2057                 zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
2058                 arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2059                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2060         }
2061
2062         dbuf_clear_data(db);
2063
2064         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2065                 multilist_remove(&dbuf_cache, db);
2066                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2067                     db->db.db_size, db);
2068         }
2069
2070         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2071         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2072
2073         db->db_state = DB_EVICTING;
2074         db->db_blkptr = NULL;
2075
2076         /*
2077          * Now that db_state is DB_EVICTING, nobody else can find this via
2078          * the hash table.  We can now drop db_mtx, which allows us to
2079          * acquire the dn_dbufs_mtx.
2080          */
2081         mutex_exit(&db->db_mtx);
2082
2083         DB_DNODE_ENTER(db);
2084         dn = DB_DNODE(db);
2085         dndb = dn->dn_dbuf;
2086         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2087                 boolean_t needlock = !MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx);
2088                 if (needlock)
2089                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2090                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
2091                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2092                 membar_producer();
2093                 DB_DNODE_EXIT(db);
2094                 if (needlock)
2095                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2096                 /*
2097                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
2098                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
2099                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
2100                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
2101                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
2102                  * release any lock.
2103                  */
2104                 dnode_rele(dn, db);
2105                 db->db_dnode_handle = NULL;
2106
2107                 dbuf_hash_remove(db);
2108         } else {
2109                 DB_DNODE_EXIT(db);
2110         }
2111
2112         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2113
2114         db->db_parent = NULL;
2115
2116         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2117         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2118         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2119         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2120         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2121         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
2122
2123         kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2124         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2125
2126         /*
2127          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
2128          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
2129          */
2130         if (parent && parent != dndb)
2131                 dbuf_rele(parent, db);
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
2136  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
2137  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
2138  * object.
2139  */
2140 static int
2141 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
2142     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
2143 {
2144         int nlevels, epbs;
2145
2146         *parentp = NULL;
2147         *bpp = NULL;
2148
2149         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2150
2151         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2152                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2153                 if (dn->dn_have_spill &&
2154                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
2155                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
2156                 else
2157                         *bpp = NULL;
2158                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2159                 *parentp = dn->dn_dbuf;
2160                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2161                 return (0);
2162         }
2163
2164         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0)
2165                 nlevels = 1;
2166         else
2167                 nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2168
2169         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2170
2171         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
2172         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2173         if (level >= nlevels ||
2174             (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
2175                 /* the buffer has no parent yet */
2176                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2177         } else if (level < nlevels-1) {
2178                 /* this block is referenced from an indirect block */
2179                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
2180                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
2181                 if (err)
2182                         return (err);
2183                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
2184                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
2185                 if (err) {
2186                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
2187                         *parentp = NULL;
2188                         return (err);
2189                 }
2190                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
2191                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2192                 return (0);
2193         } else {
2194                 /* the block is referenced from the dnode */
2195                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
2196                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
2197                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2198                 if (dn->dn_dbuf) {
2199                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2200                         *parentp = dn->dn_dbuf;
2201                 }
2202                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
2203                 return (0);
2204         }
2205 }
2206
2207 static dmu_buf_impl_t *
2208 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2209     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
2210 {
2211         objset_t *os = dn->dn_objset;
2212         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
2213
2214         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2215         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
2216
2217         db = kmem_cache_alloc(dbuf_kmem_cache, KM_SLEEP);
2218
2219         db->db_objset = os;
2220         db->db.db_object = dn->dn_object;
2221         db->db_level = level;
2222         db->db_blkid = blkid;
2223         db->db_last_dirty = NULL;
2224         db->db_dirtycnt = 0;
2225         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
2226         db->db_parent = parent;
2227         db->db_blkptr = blkptr;
2228
2229         db->db_user = NULL;
2230         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
2231         db->db_freed_in_flight = FALSE;
2232         db->db_pending_evict = FALSE;
2233
2234         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2235                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
2236                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
2237                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
2238                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
2239                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
2240                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2241                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
2242                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2243                 return (db);
2244         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2245                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
2246                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
2247                 db->db.db_offset = 0;
2248         } else {
2249                 int blocksize =
2250                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
2251                 db->db.db_size = blocksize;
2252                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
2253         }
2254
2255         /*
2256          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
2257          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
2258          * This prevents a possible deadlock with someone
2259          * trying to look up this dbuf before its added to the
2260          * dn_dbufs list.
2261          */
2262         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2263         db->db_state = DB_EVICTING;
2264         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
2265                 /* someone else inserted it first */
2266                 kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2267                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2268                 return (odb);
2269         }
2270         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
2271
2272         db->db_state = DB_UNCACHED;
2273         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2274         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2275
2276         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
2277                 dbuf_add_ref(parent, db);
2278
2279         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2280             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
2281         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
2282         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
2283
2284         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
2285
2286         return (db);
2287 }
2288
2289 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2290         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2291         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2292         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2293         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2294         dnode_t *dpa_dnode; /* The dnode associated with the prefetch */
2295         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2296         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2297         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2298 } dbuf_prefetch_arg_t;
2299
2300 /*
2301  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2302  */
2303 static void
2304 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2305 {
2306         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2307                 return;
2308
2309         arc_flags_t aflags =
2310             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2311
2312         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2313         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2314         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2315         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2316             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2317             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2322  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2323  * prefetch if the next block down is our target.
2324  */
2325 static void
2326 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2327 {
2328         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2329
2330         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2331         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2332
2333         /*
2334          * The dpa_dnode is only valid if we are called with a NULL
2335          * zio. This indicates that the arc_read() returned without
2336          * first calling zio_read() to issue a physical read. Once
2337          * a physical read is made the dpa_dnode must be invalidated
2338          * as the locks guarding it may have been dropped. If the
2339          * dpa_dnode is still valid, then we want to add it to the dbuf
2340          * cache. To do so, we must hold the dbuf associated with the block
2341          * we just prefetched, read its contents so that we associate it
2342          * with an arc_buf_t, and then release it.
2343          */
2344         if (zio != NULL) {
2345                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2346                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW) {
2347                         ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2348                 } else {
2349                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2350                 }
2351                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2352
2353                 dpa->dpa_dnode = NULL;
2354         } else if (dpa->dpa_dnode != NULL) {
2355                 uint64_t curblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2356                     (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel -
2357                     dpa->dpa_zb.zb_level));
2358                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dpa->dpa_dnode,
2359                     dpa->dpa_curlevel, curblkid, FTAG);
2360                 (void) dbuf_read(db, NULL,
2361                     DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_HAVESTRUCT);
2362                 dbuf_rele(db, FTAG);
2363         }
2364
2365         dpa->dpa_curlevel--;
2366
2367         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2368             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2369         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2370             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2371         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2372                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2373         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2374                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2375                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2376                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2377         } else {
2378                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2379                 zbookmark_phys_t zb;
2380
2381                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2382
2383                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2384                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2385
2386                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2387                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2388                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2389                     &iter_aflags, &zb);
2390         }
2391
2392         arc_buf_destroy(abuf, private);
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2397  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2398  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2399  * complete.
2400  */
2401 void
2402 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2403     arc_flags_t aflags)
2404 {
2405         blkptr_t bp;
2406         int epbs, nlevels, curlevel;
2407         uint64_t curblkid;
2408
2409         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2410         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2411
2412         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2413                 return;
2414
2415         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2416                 return;
2417
2418         /*
2419          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2420          * prefetch.
2421          */
2422         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2423         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2424                 return;
2425
2426         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2427         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2428                 return;
2429
2430         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2431             level, blkid);
2432         if (db != NULL) {
2433                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2434                 /*
2435                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2436                  * (we assume) about to be read or filled.
2437                  */
2438                 return;
2439         }
2440
2441         /*
2442          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2443          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2444          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2445          */
2446         curlevel = level;
2447         curblkid = blkid;
2448         while (curlevel < nlevels - 1) {
2449                 int parent_level = curlevel + 1;
2450                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2451                 dmu_buf_impl_t *db;
2452
2453                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2454                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2455                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2456                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2457                         dbuf_rele(db, FTAG);
2458                         break;
2459                 }
2460
2461                 curlevel = parent_level;
2462                 curblkid = parent_blkid;
2463         }
2464
2465         if (curlevel == nlevels - 1) {
2466                 /* No cached indirect blocks found. */
2467                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2468                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2469         }
2470         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2471                 return;
2472
2473         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2474
2475         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2476             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2477
2478         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2479         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2480         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2481             dn->dn_object, level, blkid);
2482         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2483         dpa->dpa_prio = prio;
2484         dpa->dpa_aflags = aflags;
2485         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2486         dpa->dpa_dnode = dn;
2487         dpa->dpa_epbs = epbs;
2488         dpa->dpa_zio = pio;
2489
2490         /*
2491          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2492          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2493          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2494          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2495          * doing.
2496          */
2497         if (curlevel == level) {
2498                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2499                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2500                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2501         } else {
2502                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2503                 zbookmark_phys_t zb;
2504
2505                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2506                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2507                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2508                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2509                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2510                     &iter_aflags, &zb);
2511         }
2512         /*
2513          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2514          * dpa may have already been freed.
2515          */
2516         zio_nowait(pio);
2517 }
2518
2519 /*
2520  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2521  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2522  */
2523 int
2524 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2525     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2526     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2527 {
2528         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2529
2530         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2531         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2532         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2533
2534         *dbp = NULL;
2535 top:
2536         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2537         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2538
2539         if (db == NULL) {
2540                 blkptr_t *bp = NULL;
2541                 int err;
2542
2543                 if (fail_uncached)
2544                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2545
2546                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2547                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2548                 if (fail_sparse) {
2549                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2550                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2551                         if (err) {
2552                                 if (parent)
2553                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2554                                 return (err);
2555                         }
2556                 }
2557                 if (err && err != ENOENT)
2558                         return (err);
2559                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2560         }
2561
2562         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2563                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2564                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2565         }
2566
2567         if (db->db_buf != NULL)
2568                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2569
2570         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2571
2572         /*
2573          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2574          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2575          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2576          */
2577         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2578             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2579             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2580                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2581
2582                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2583                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2584
2585                         dbuf_set_data(db,
2586                             arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa,
2587                             db->db.db_size, db, type));
2588                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2589                             db->db.db_size);
2590                 }
2591         }
2592
2593         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2594                 ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2595                 multilist_remove(&dbuf_cache, db);
2596                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2597                     db->db.db_size, db);
2598         }
2599         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2600         DBUF_VERIFY(db);
2601         mutex_exit(&db->db_mtx);
2602
2603         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2604         if (parent)
2605                 dbuf_rele(parent, NULL);
2606
2607         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2608         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2609         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2610         *dbp = db;
2611
2612         return (0);
2613 }
2614
2615 dmu_buf_impl_t *
2616 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2617 {
2618         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2619 }
2620
2621 dmu_buf_impl_t *
2622 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2623 {
2624         dmu_buf_impl_t *db;
2625         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2626         return (err ? NULL : db);
2627 }
2628
2629 void
2630 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2631 {
2632         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2633
2634         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2635         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2636 }
2637
2638 int
2639 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2640 {
2641         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2642         dnode_t *dn;
2643
2644         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2645                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2646         if (blksz == 0)
2647                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2648         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2649         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2650
2651         DB_DNODE_ENTER(db);
2652         dn = DB_DNODE(db);
2653         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2654         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2655         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2656         DB_DNODE_EXIT(db);
2657
2658         return (0);
2659 }
2660
2661 void
2662 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2663 {
2664         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2665 }
2666
2667 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2668 void
2669 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2670 {
2671         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2672         ASSERT3S(holds, >, 1);
2673 }
2674
2675 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2676 boolean_t
2677 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2678     void *tag)
2679 {
2680         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2681         dmu_buf_impl_t *found_db;
2682         boolean_t result = B_FALSE;
2683
2684         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2685                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2686         else
2687                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2688
2689         if (found_db != NULL) {
2690                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2691                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2692                         result = B_TRUE;
2693                 }
2694                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2695         }
2696         return (result);
2697 }
2698
2699 /*
2700  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2701  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2702  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2703  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2704  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2705  */
2706 void
2707 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2708 {
2709         mutex_enter(&db->db_mtx);
2710         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2711 }
2712
2713 void
2714 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2715 {
2716         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2717 }
2718
2719 /*
2720  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2721  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2722  */
2723 void
2724 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2725 {
2726         int64_t holds;
2727
2728         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2729         DBUF_VERIFY(db);
2730
2731         /*
2732          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2733          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2734          * buffer has a corresponding dnode hold.
2735          */
2736         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2737         ASSERT(holds >= 0);
2738
2739         /*
2740          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2741          * may be modified in the current syncing context.
2742          */
2743         if (db->db_buf != NULL &&
2744             holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0)) {
2745                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2746         }
2747
2748         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2749             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
2750                 dbuf_evict_user(db);
2751
2752         if (holds == 0) {
2753                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2754                         dnode_t *dn;
2755                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
2756
2757                         /*
2758                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2759                          * barrier until the move completes.
2760                          */
2761                         DB_DNODE_ENTER(db);
2762
2763                         dn = DB_DNODE(db);
2764                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2765
2766                         /*
2767                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2768                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2769                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2770                          * the dnode_rele() below.
2771                          */
2772                         DB_DNODE_EXIT(db);
2773
2774                         /*
2775                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2776                          * Another thread may evict it.
2777                          */
2778                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2779
2780                         if (evict_dbuf)
2781                                 dnode_evict_bonus(dn);
2782
2783                         dnode_rele(dn, db);
2784                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2785                         /*
2786                          * This is a special case: we never associated this
2787                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2788                          */
2789                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2790                             db->db_state == DB_NOFILL);
2791                         dbuf_destroy(db);
2792                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2793                         /*
2794                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2795                          */
2796                         dbuf_destroy(db);
2797                 } else {
2798                         boolean_t do_arc_evict = B_FALSE;
2799                         blkptr_t bp;
2800                         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
2801
2802                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) &&
2803                             db->db_blkptr != NULL &&
2804                             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2805                             !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2806                                 do_arc_evict = B_TRUE;
2807                                 bp = *db->db_blkptr;
2808                         }
2809
2810                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
2811                             db->db_pending_evict) {
2812                                 dbuf_destroy(db);
2813                         } else if (!multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2814                                 multilist_insert(&dbuf_cache, db);
2815                                 (void) refcount_add_many(&dbuf_cache_size,
2816                                     db->db.db_size, db);
2817                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2818
2819                                 dbuf_evict_notify();
2820                         }
2821
2822                         if (do_arc_evict)
2823                                 arc_freed(spa, &bp);
2824                 }
2825         } else {
2826                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2827         }
2828
2829 }
2830
2831 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2832 uint64_t
2833 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2834 {
2835         return (refcount_count(&db->db_holds));
2836 }
2837
2838 void *
2839 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2840     dmu_buf_user_t *new_user)
2841 {
2842         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2843
2844         mutex_enter(&db->db_mtx);
2845         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2846         if (db->db_user == old_user)
2847                 db->db_user = new_user;
2848         else
2849                 old_user = db->db_user;
2850         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2851         mutex_exit(&db->db_mtx);
2852
2853         return (old_user);
2854 }
2855
2856 void *
2857 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2858 {
2859         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2860 }
2861
2862 void *
2863 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2864 {
2865         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2866
2867         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
2868         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2869 }
2870
2871 void *
2872 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2873 {
2874         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2875 }
2876
2877 void *
2878 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2879 {
2880         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2881
2882         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2883         return (db->db_user);
2884 }
2885
2886 void
2887 dmu_buf_user_evict_wait()
2888 {
2889         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2890 }
2891
2892 boolean_t
2893 dmu_buf_freeable(dmu_buf_t *dbuf)
2894 {
2895         boolean_t res = B_FALSE;
2896         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2897
2898         if (db->db_blkptr)
2899                 res = dsl_dataset_block_freeable(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2900                     db->db_blkptr, db->db_blkptr->blk_birth);
2901
2902         return (res);
2903 }
2904
2905 blkptr_t *
2906 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2907 {
2908         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2909         return (dbi->db_blkptr);
2910 }
2911
2912 objset_t *
2913 dmu_buf_get_objset(dmu_buf_t *db)
2914 {
2915         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2916         return (dbi->db_objset);
2917 }
2918
2919 dnode_t *
2920 dmu_buf_dnode_enter(dmu_buf_t *db)
2921 {
2922         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2923         DB_DNODE_ENTER(dbi);
2924         return (DB_DNODE(dbi));
2925 }
2926
2927 void
2928 dmu_buf_dnode_exit(dmu_buf_t *db)
2929 {
2930         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2931         DB_DNODE_EXIT(dbi);
2932 }
2933
2934 static void
2935 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2936 {
2937         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2938         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2939
2940         if (db->db_blkptr != NULL)
2941                 return;
2942
2943         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2944                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2945                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2946                 return;
2947         }
2948         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2949                 /*
2950                  * This buffer was allocated at a time when there was
2951                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2952                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2953                  */
2954                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2955                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2956                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2957                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2958                 DBUF_VERIFY(db);
2959         } else {
2960                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2961                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2962
2963                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2964                 if (parent == NULL) {
2965                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2966                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2967                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2968                             db->db_blkid >> epbs, db);
2969                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2970                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2971                         db->db_parent = parent;
2972                 }
2973                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2974                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2975                 DBUF_VERIFY(db);
2976         }
2977 }
2978
2979 static void
2980 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2981 {
2982         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2983         dnode_t *dn;
2984         zio_t *zio;
2985
2986         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2987
2988         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2989
2990         mutex_enter(&db->db_mtx);
2991
2992         ASSERT(db->db_level > 0);
2993         DBUF_VERIFY(db);
2994
2995         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2996         if (db->db_buf == NULL) {
2997                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2998                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2999                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3000         }
3001         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
3002         ASSERT(db->db_buf != NULL);
3003
3004         DB_DNODE_ENTER(db);
3005         dn = DB_DNODE(db);
3006         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
3007         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3008         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3009         DB_DNODE_EXIT(db);
3010
3011         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
3012         db->db_data_pending = dr;
3013
3014         mutex_exit(&db->db_mtx);
3015         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
3016
3017         zio = dr->dr_zio;
3018         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
3019         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
3020         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3021         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
3022         zio_nowait(zio);
3023 }
3024
3025 static void
3026 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
3027 {
3028         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
3029         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3030         dnode_t *dn;
3031         objset_t *os;
3032         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3033
3034         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3035
3036         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3037
3038         mutex_enter(&db->db_mtx);
3039         /*
3040          * To be synced, we must be dirtied.  But we
3041          * might have been freed after the dirty.
3042          */
3043         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
3044                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
3045                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
3046         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
3047                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
3048                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
3049         } else {
3050                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
3051         }
3052         DBUF_VERIFY(db);
3053
3054         DB_DNODE_ENTER(db);
3055         dn = DB_DNODE(db);
3056
3057         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3058                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3059                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
3060                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3061         }
3062
3063         /*
3064          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
3065          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
3066          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
3067          * be called).
3068          */
3069         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3070                 dbuf_dirty_record_t **drp;
3071
3072                 ASSERT(*datap != NULL);
3073                 ASSERT0(db->db_level);
3074                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
3075                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
3076                 DB_DNODE_EXIT(db);
3077
3078                 if (*datap != db->db.db_data) {
3079                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
3080                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
3081                 }
3082                 db->db_data_pending = NULL;
3083                 drp = &db->db_last_dirty;
3084                 while (*drp != dr)
3085                         drp = &(*drp)->dr_next;
3086                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3087                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3088                 *drp = dr->dr_next;
3089                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
3090                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3091                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3092                 }
3093                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3094                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3095                 db->db_dirtycnt -= 1;
3096                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
3097                 return;
3098         }
3099
3100         os = dn->dn_objset;
3101
3102         /*
3103          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
3104          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
3105          * don't check the dr_override_state until we have returned from
3106          * dbuf_check_blkptr.
3107          */
3108         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3109
3110         /*
3111          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
3112          * wait for the synchronous IO to complete.
3113          */
3114         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
3115                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
3116                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
3117                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
3118         }
3119
3120         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
3121             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
3122             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
3123             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
3124             *datap == db->db_buf) {
3125                 /*
3126                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
3127                  * are active holds and db_data still references it),
3128                  * then make a copy before we start the write so that
3129                  * any modifications from the open txg will not leak
3130                  * into this write.
3131                  *
3132                  * NOTE: this copy does not need to be made for
3133                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
3134                  * DNONE_DNODE blocks).
3135                  */
3136                 int blksz = arc_buf_size(*datap);
3137                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
3138                 *datap = arc_alloc_buf(os->os_spa, blksz, db, type);
3139                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, blksz);
3140         }
3141         db->db_data_pending = dr;
3142
3143         mutex_exit(&db->db_mtx);
3144
3145         dbuf_write(dr, *datap, tx);
3146
3147         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3148         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3149                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
3150                 DB_DNODE_EXIT(db);
3151         } else {
3152                 /*
3153                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
3154                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
3155                  * that the IO could actually be completed before the nowait
3156                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
3157                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
3158                  */
3159                 DB_DNODE_EXIT(db);
3160                 zio_nowait(dr->dr_zio);
3161         }
3162 }
3163
3164 void
3165 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
3166 {
3167         dbuf_dirty_record_t *dr;
3168
3169         while (dr = list_head(list)) {
3170                 if (dr->dr_zio != NULL) {
3171                         /*
3172                          * If we find an already initialized zio then we
3173                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
3174                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
3175                          * during processing, so that we can zio_wait()
3176                          * these IOs after initiating all child IOs.
3177                          */
3178                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
3179                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
3180                         break;
3181                 }
3182                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
3183                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
3184                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
3185                 }
3186                 list_remove(list, dr);
3187                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
3188                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
3189                 else
3190                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
3191         }
3192 }
3193
3194 /* ARGSUSED */
3195 static void
3196 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3197 {
3198         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3199         dnode_t *dn;
3200         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3201         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3202         spa_t *spa = zio->io_spa;
3203         int64_t delta;
3204         uint64_t fill = 0;
3205         int i;
3206
3207         ASSERT3P(db->db_blkptr, !=, NULL);
3208         ASSERT3P(&db->db_data_pending->dr_bp_copy, ==, bp);
3209
3210         DB_DNODE_ENTER(db);
3211         dn = DB_DNODE(db);
3212         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
3213         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
3214         zio->io_prev_space_delta = delta;
3215
3216         if (bp->blk_birth != 0) {
3217                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
3218                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
3219                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
3220                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
3221                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
3222                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
3223         }
3224
3225         mutex_enter(&db->db_mtx);
3226
3227 #ifdef ZFS_DEBUG
3228         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3229                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3230                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(bp)) &&
3231                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3232         }
3233 #endif
3234
3235         if (db->db_level == 0) {
3236                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3237                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
3238                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3239                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
3240                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3241
3242                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3243                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
3244                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
3245                             i--, dnp++) {
3246                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
3247                                         fill++;
3248                         }
3249                 } else {
3250                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
3251                                 fill = 0;
3252                         } else {
3253                                 fill = 1;
3254                         }
3255                 }
3256         } else {
3257                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
3258                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3259                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
3260                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
3261                                 continue;
3262                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
3263                 }
3264         }
3265         DB_DNODE_EXIT(db);
3266
3267         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
3268                 bp->blk_fill = fill;
3269
3270         mutex_exit(&db->db_mtx);
3271
3272         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3273         *db->db_blkptr = *bp;
3274         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3275 }
3276
3277 /* ARGSUSED */
3278 /*
3279  * This function gets called just prior to running through the compression
3280  * stage of the zio pipeline. If we're an indirect block comprised of only
3281  * holes, then we want this indirect to be compressed away to a hole. In
3282  * order to do that we must zero out any information about the holes that
3283  * this indirect points to prior to before we try to compress it.
3284  */
3285 static void
3286 dbuf_write_children_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3287 {
3288         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3289         dnode_t *dn;
3290         blkptr_t *bp;
3291         uint64_t i;
3292         int epbs;
3293
3294         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
3295         DB_DNODE_ENTER(db);
3296         dn = DB_DNODE(db);
3297         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3298
3299         /* Determine if all our children are holes */
3300         for (i = 0, bp = db->db.db_data; i < 1 << epbs; i++, bp++) {
3301                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
3302                         break;
3303         }
3304
3305         /*
3306          * If all the children are holes, then zero them all out so that
3307          * we may get compressed away.
3308          */
3309         if (i == 1 << epbs) {
3310                 /* didn't find any non-holes */
3311                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
3312         }
3313         DB_DNODE_EXIT(db);
3314 }
3315
3316 /*
3317  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
3318  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
3319  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
3320  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
3321  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
3322  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
3323  * i/os complete.
3324  */
3325 /* ARGSUSED */
3326 static void
3327 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
3328 {
3329         dmu_buf_impl_t *db = arg;
3330         objset_t *os = db->db_objset;
3331         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
3332         dbuf_dirty_record_t *dr;
3333         int delta = 0;
3334
3335         dr = db->db_data_pending;
3336         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
3337
3338         /*
3339          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
3340          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
3341          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
3342          * dsl_pool_undirty_space().
3343          */
3344         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
3345         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
3346 }
3347
3348 /* ARGSUSED */
3349 static void
3350 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3351 {
3352         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3353         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3354         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3355         objset_t *os = db->db_objset;
3356         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3357         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3358
3359         ASSERT0(zio->io_error);
3360         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3361
3362         /*
3363          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3364          * original and bypass all the accounting.
3365          */
3366         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3367                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3368         } else {
3369                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3370                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3371                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3372         }
3373
3374         mutex_enter(&db->db_mtx);
3375
3376         DBUF_VERIFY(db);
3377
3378         drp = &db->db_last_dirty;
3379         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3380                 drp = &dr->dr_next;
3381         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3382         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3383         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3384         *drp = dr->dr_next;
3385
3386 #ifdef ZFS_DEBUG
3387         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3388                 dnode_t *dn;
3389
3390                 DB_DNODE_ENTER(db);
3391                 dn = DB_DNODE(db);
3392                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3393                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3394                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3395                 DB_DNODE_EXIT(db);
3396         }
3397 #endif
3398
3399         if (db->db_level == 0) {
3400                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3401                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3402                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3403                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3404                                 arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
3405                 }
3406         } else {
3407                 dnode_t *dn;
3408
3409                 DB_DNODE_ENTER(db);
3410                 dn = DB_DNODE(db);
3411                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3412                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3413                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3414                         int epbs =
3415                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3416                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3417                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3418                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3419                             db->db.db_size);
3420                 }
3421                 DB_DNODE_EXIT(db);
3422                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3423                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3424         }
3425         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3426
3427         cv_broadcast(&db->db_changed);
3428         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3429         db->db_dirtycnt -= 1;
3430         db->db_data_pending = NULL;
3431         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3432 }
3433
3434 static void
3435 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3436 {
3437         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3438 }
3439
3440 static void
3441 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3442 {
3443         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3444 }
3445
3446 static void
3447 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3448 {
3449         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3450         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3451
3452         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3453 }
3454
3455 static void
3456 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3457 {
3458         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3459         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3460         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3461
3462         mutex_enter(&db->db_mtx);
3463         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3464                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3465                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3466                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3467         }
3468         mutex_exit(&db->db_mtx);
3469
3470         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3471 }
3472
3473 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3474 static void
3475 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3476 {
3477         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3478         dnode_t *dn;
3479         objset_t *os;
3480         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3481         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3482         zbookmark_phys_t zb;
3483         zio_prop_t zp;
3484         zio_t *zio;
3485         int wp_flag = 0;
3486
3487         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3488
3489         DB_DNODE_ENTER(db);
3490         dn = DB_DNODE(db);
3491         os = dn->dn_objset;
3492
3493         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3494                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3495                         /*
3496                          * Private object buffers are released here rather
3497                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3498                          * in the syncing context and we don't want the
3499                          * overhead of making multiple copies of the data.
3500                          */
3501                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3502                                 arc_buf_thaw(data);
3503                         } else {
3504                                 dbuf_release_bp(db);
3505                         }
3506                 }
3507         }
3508
3509         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3510                 /* Our parent is an indirect block. */
3511                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3512                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3513                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3514                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3515                 /*
3516                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3517                  * our block pointer, so the parent must be released.
3518                  */
3519                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3520                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3521         } else {
3522                 /* Our parent is the dnode itself. */
3523                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3524                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3525                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3526                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3527                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3528                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3529                 zio = dn->dn_zio;
3530         }
3531
3532         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3533         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3534         ASSERT(zio);
3535
3536         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3537             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3538             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3539
3540         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3541                 wp_flag = WP_SPILL;
3542         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3543
3544         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3545         DB_DNODE_EXIT(db);
3546
3547         /*
3548          * We copy the blkptr now (rather than when we instantiate the dirty
3549          * record), because its value can change between open context and
3550          * syncing context. We do not need to hold dn_struct_rwlock to read
3551          * db_blkptr because we are in syncing context.
3552          */
3553         dr->dr_bp_copy = *db->db_blkptr;
3554
3555         if (db->db_level == 0 &&
3556             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3557                 /*
3558                  * The BP for this block has been provided by open context
3559                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3560                  */
3561                 void *contents = (data != NULL) ? data->b_data : NULL;
3562
3563                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3564                     &dr->dr_bp_copy, contents, db->db.db_size, &zp,
3565                     dbuf_write_override_ready, NULL, NULL,
3566                     dbuf_write_override_done,
3567                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3568                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3569                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3570                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3571                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3572                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3573         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3574                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3575                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3576                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3577                     &dr->dr_bp_copy, NULL, db->db.db_size, &zp,
3578                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, NULL,
3579                     dbuf_write_nofill_done, db,
3580                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3581                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3582         } else {
3583                 ASSERT(arc_released(data));
3584
3585                 /*
3586                  * For indirect blocks, we want to setup the children
3587                  * ready callback so that we can properly handle an indirect
3588                  * block that only contains holes.
3589                  */
3590                 arc_done_func_t *children_ready_cb = NULL;
3591                 if (db->db_level != 0)
3592                         children_ready_cb = dbuf_write_children_ready;
3593
3594                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3595                     &dr->dr_bp_copy, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3596                     &zp, dbuf_write_ready, children_ready_cb,
3597                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3598                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3599         }
3600 }