]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFC r305337: 7004 dmu_tx_hold_zap() does dnode_hold() 7x on same object
[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 /*
53  * Number of times that zfs_free_range() took the slow path while doing
54  * a zfs receive.  A nonzero value indicates a potential performance problem.
55  */
56 uint64_t zfs_free_range_recv_miss;
57
58 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
59 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
60
61 #ifndef __lint
62 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
63     dmu_buf_evict_func_t *evict_func, dmu_buf_t **clear_on_evict_dbufp);
64 #endif /* ! __lint */
65
66 /*
67  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
68  */
69 static kmem_cache_t *dbuf_kmem_cache;
70 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
71
72 static kthread_t *dbuf_cache_evict_thread;
73 static kmutex_t dbuf_evict_lock;
74 static kcondvar_t dbuf_evict_cv;
75 static boolean_t dbuf_evict_thread_exit;
76
77 /*
78  * LRU cache of dbufs. The dbuf cache maintains a list of dbufs that
79  * are not currently held but have been recently released. These dbufs
80  * are not eligible for arc eviction until they are aged out of the cache.
81  * Dbufs are added to the dbuf cache once the last hold is released. If a
82  * dbuf is later accessed and still exists in the dbuf cache, then it will
83  * be removed from the cache and later re-added to the head of the cache.
84  * Dbufs that are aged out of the cache will be immediately destroyed and
85  * become eligible for arc eviction.
86  */
87 static multilist_t dbuf_cache;
88 static refcount_t dbuf_cache_size;
89 uint64_t dbuf_cache_max_bytes = 100 * 1024 * 1024;
90
91 /* Cap the size of the dbuf cache to log2 fraction of arc size. */
92 int dbuf_cache_max_shift = 5;
93
94 /*
95  * The dbuf cache uses a three-stage eviction policy:
96  *      - A low water marker designates when the dbuf eviction thread
97  *      should stop evicting from the dbuf cache.
98  *      - When we reach the maximum size (aka mid water mark), we
99  *      signal the eviction thread to run.
100  *      - The high water mark indicates when the eviction thread
101  *      is unable to keep up with the incoming load and eviction must
102  *      happen in the context of the calling thread.
103  *
104  * The dbuf cache:
105  *                                                 (max size)
106  *                                      low water   mid water   hi water
107  * +----------------------------------------+----------+----------+
108  * |                                        |          |          |
109  * |                                        |          |          |
110  * |                                        |          |          |
111  * |                                        |          |          |
112  * +----------------------------------------+----------+----------+
113  *                                        stop        signal     evict
114  *                                      evicting     eviction   directly
115  *                                                    thread
116  *
117  * The high and low water marks indicate the operating range for the eviction
118  * thread. The low water mark is, by default, 90% of the total size of the
119  * cache and the high water mark is at 110% (both of these percentages can be
120  * changed by setting dbuf_cache_lowater_pct and dbuf_cache_hiwater_pct,
121  * respectively). The eviction thread will try to ensure that the cache remains
122  * within this range by waking up every second and checking if the cache is
123  * above the low water mark. The thread can also be woken up by callers adding
124  * elements into the cache if the cache is larger than the mid water (i.e max
125  * cache size). Once the eviction thread is woken up and eviction is required,
126  * it will continue evicting buffers until it's able to reduce the cache size
127  * to the low water mark. If the cache size continues to grow and hits the high
128  * water mark, then callers adding elments to the cache will begin to evict
129  * directly from the cache until the cache is no longer above the high water
130  * mark.
131  */
132
133 /*
134  * The percentage above and below the maximum cache size.
135  */
136 uint_t dbuf_cache_hiwater_pct = 10;
137 uint_t dbuf_cache_lowater_pct = 10;
138
139 /* ARGSUSED */
140 static int
141 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
142 {
143         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
144         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
145
146         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
147         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
148         multilist_link_init(&db->db_cache_link);
149         refcount_create(&db->db_holds);
150
151         return (0);
152 }
153
154 /* ARGSUSED */
155 static void
156 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
157 {
158         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
159         mutex_destroy(&db->db_mtx);
160         cv_destroy(&db->db_changed);
161         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
162         refcount_destroy(&db->db_holds);
163 }
164
165 /*
166  * dbuf hash table routines
167  */
168 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
169
170 static uint64_t dbuf_hash_count;
171
172 static uint64_t
173 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
174 {
175         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
176         uint64_t crc = -1ULL;
177
178         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
179         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
180         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
181         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
182         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
183         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
184         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
185
186         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
187
188         return (crc);
189 }
190
191 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
192         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
193         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
194         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
195         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
196
197 dmu_buf_impl_t *
198 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
199 {
200         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
201         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
202         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
203         dmu_buf_impl_t *db;
204
205         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
206         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
207                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
208                         mutex_enter(&db->db_mtx);
209                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
210                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
211                                 return (db);
212                         }
213                         mutex_exit(&db->db_mtx);
214                 }
215         }
216         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
217         return (NULL);
218 }
219
220 static dmu_buf_impl_t *
221 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
222 {
223         dnode_t *dn;
224         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
225
226         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
227                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
228                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
229                         db = dn->dn_bonus;
230                         mutex_enter(&db->db_mtx);
231                 }
232                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
233                 dnode_rele(dn, FTAG);
234         }
235         return (db);
236 }
237
238 /*
239  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
240  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
241  * will be returned and the new element will not be inserted.
242  * Otherwise returns NULL.
243  */
244 static dmu_buf_impl_t *
245 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
246 {
247         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
248         objset_t *os = db->db_objset;
249         uint64_t obj = db->db.db_object;
250         int level = db->db_level;
251         uint64_t blkid = db->db_blkid;
252         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
253         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
254         dmu_buf_impl_t *dbf;
255
256         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
257         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
258                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
259                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
260                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
261                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
262                                 return (dbf);
263                         }
264                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
265                 }
266         }
267
268         mutex_enter(&db->db_mtx);
269         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
270         h->hash_table[idx] = db;
271         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
272         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
273
274         return (NULL);
275 }
276
277 /*
278  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
279  */
280 static void
281 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
282 {
283         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
284         uint64_t hv = dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
285             db->db_level, db->db_blkid);
286         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
287         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
288
289         /*
290          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
291          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
292          */
293         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
294         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
295         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
296
297         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
298         dbp = &h->hash_table[idx];
299         while ((dbf = *dbp) != db) {
300                 dbp = &dbf->db_hash_next;
301                 ASSERT(dbf != NULL);
302         }
303         *dbp = db->db_hash_next;
304         db->db_hash_next = NULL;
305         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
306         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
307 }
308
309 typedef enum {
310         DBVU_EVICTING,
311         DBVU_NOT_EVICTING
312 } dbvu_verify_type_t;
313
314 static void
315 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
316 {
317 #ifdef ZFS_DEBUG
318         int64_t holds;
319
320         if (db->db_user == NULL)
321                 return;
322
323         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
324         ASSERT(db->db_level == 0);
325
326         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
327         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
328         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
329
330         holds = refcount_count(&db->db_holds);
331         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
332                 /*
333                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
334                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
335                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
336                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
337                  * during eviction even though db_mtx is held (see
338                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
339                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
340                  */
341                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
342         } else {
343                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
344                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
345                 else
346                         ASSERT3U(holds, >, 0);
347         }
348 #endif
349 }
350
351 static void
352 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
353 {
354         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
355
356         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
357
358         if (dbu == NULL)
359                 return;
360
361         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
362         db->db_user = NULL;
363
364 #ifdef ZFS_DEBUG
365         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
366                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
367 #endif
368
369         /*
370          * Invoke the callback from a taskq to avoid lock order reversals
371          * and limit stack depth.
372          */
373         taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func, dbu, 0,
374             &dbu->dbu_tqent);
375 }
376
377 boolean_t
378 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
379 {
380         if (db->db_level > 0) {
381                 return (B_TRUE);
382         } else {
383                 boolean_t is_metadata;
384
385                 DB_DNODE_ENTER(db);
386                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
387                 DB_DNODE_EXIT(db);
388
389                 return (is_metadata);
390         }
391 }
392
393 /*
394  * This function *must* return indices evenly distributed between all
395  * sublists of the multilist. This is needed due to how the dbuf eviction
396  * code is laid out; dbuf_evict_thread() assumes dbufs are evenly
397  * distributed between all sublists and uses this assumption when
398  * deciding which sublist to evict from and how much to evict from it.
399  */
400 unsigned int
401 dbuf_cache_multilist_index_func(multilist_t *ml, void *obj)
402 {
403         dmu_buf_impl_t *db = obj;
404
405         /*
406          * The assumption here, is the hash value for a given
407          * dmu_buf_impl_t will remain constant throughout it's lifetime
408          * (i.e. it's objset, object, level and blkid fields don't change).
409          * Thus, we don't need to store the dbuf's sublist index
410          * on insertion, as this index can be recalculated on removal.
411          *
412          * Also, the low order bits of the hash value are thought to be
413          * distributed evenly. Otherwise, in the case that the multilist
414          * has a power of two number of sublists, each sublists' usage
415          * would not be evenly distributed.
416          */
417         return (dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
418             db->db_level, db->db_blkid) %
419             multilist_get_num_sublists(ml));
420 }
421
422 static inline boolean_t
423 dbuf_cache_above_hiwater(void)
424 {
425         uint64_t dbuf_cache_hiwater_bytes =
426             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_hiwater_pct) / 100;
427
428         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
429             dbuf_cache_max_bytes + dbuf_cache_hiwater_bytes);
430 }
431
432 static inline boolean_t
433 dbuf_cache_above_lowater(void)
434 {
435         uint64_t dbuf_cache_lowater_bytes =
436             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_lowater_pct) / 100;
437
438         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
439             dbuf_cache_max_bytes - dbuf_cache_lowater_bytes);
440 }
441
442 /*
443  * Evict the oldest eligible dbuf from the dbuf cache.
444  */
445 static void
446 dbuf_evict_one(void)
447 {
448         int idx = multilist_get_random_index(&dbuf_cache);
449         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock(&dbuf_cache, idx);
450
451         ASSERT(!MUTEX_HELD(&dbuf_evict_lock));
452
453         /*
454          * Set the thread's tsd to indicate that it's processing evictions.
455          * Once a thread stops evicting from the dbuf cache it will
456          * reset its tsd to NULL.
457          */
458         ASSERT3P(tsd_get(zfs_dbuf_evict_key), ==, NULL);
459         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, (void *)B_TRUE);
460
461         dmu_buf_impl_t *db = multilist_sublist_tail(mls);
462         while (db != NULL && mutex_tryenter(&db->db_mtx) == 0) {
463                 db = multilist_sublist_prev(mls, db);
464         }
465
466         DTRACE_PROBE2(dbuf__evict__one, dmu_buf_impl_t *, db,
467             multilist_sublist_t *, mls);
468
469         if (db != NULL) {
470                 multilist_sublist_remove(mls, db);
471                 multilist_sublist_unlock(mls);
472                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
473                     db->db.db_size, db);
474                 dbuf_destroy(db);
475         } else {
476                 multilist_sublist_unlock(mls);
477         }
478         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, NULL);
479 }
480
481 /*
482  * The dbuf evict thread is responsible for aging out dbufs from the
483  * cache. Once the cache has reached it's maximum size, dbufs are removed
484  * and destroyed. The eviction thread will continue running until the size
485  * of the dbuf cache is at or below the maximum size. Once the dbuf is aged
486  * out of the cache it is destroyed and becomes eligible for arc eviction.
487  */
488 static void
489 dbuf_evict_thread(void *dummy __unused)
490 {
491         callb_cpr_t cpr;
492
493         CALLB_CPR_INIT(&cpr, &dbuf_evict_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
494
495         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
496         while (!dbuf_evict_thread_exit) {
497                 while (!dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
498                         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
499                         (void) cv_timedwait_hires(&dbuf_evict_cv,
500                             &dbuf_evict_lock, SEC2NSEC(1), MSEC2NSEC(1), 0);
501                         CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &dbuf_evict_lock);
502                 }
503                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
504
505                 /*
506                  * Keep evicting as long as we're above the low water mark
507                  * for the cache. We do this without holding the locks to
508                  * minimize lock contention.
509                  */
510                 while (dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
511                         dbuf_evict_one();
512                 }
513
514                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
515         }
516
517         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
518         cv_broadcast(&dbuf_evict_cv);
519         CALLB_CPR_EXIT(&cpr);   /* drops dbuf_evict_lock */
520         thread_exit();
521 }
522
523 /*
524  * Wake up the dbuf eviction thread if the dbuf cache is at its max size.
525  * If the dbuf cache is at its high water mark, then evict a dbuf from the
526  * dbuf cache using the callers context.
527  */
528 static void
529 dbuf_evict_notify(void)
530 {
531
532         /*
533          * We use thread specific data to track when a thread has
534          * started processing evictions. This allows us to avoid deeply
535          * nested stacks that would have a call flow similar to this:
536          *
537          * dbuf_rele()-->dbuf_rele_and_unlock()-->dbuf_evict_notify()
538          *      ^                                               |
539          *      |                                               |
540          *      +-----dbuf_destroy()<--dbuf_evict_one()<--------+
541          *
542          * The dbuf_eviction_thread will always have its tsd set until
543          * that thread exits. All other threads will only set their tsd
544          * if they are participating in the eviction process. This only
545          * happens if the eviction thread is unable to process evictions
546          * fast enough. To keep the dbuf cache size in check, other threads
547          * can evict from the dbuf cache directly. Those threads will set
548          * their tsd values so that we ensure that they only evict one dbuf
549          * from the dbuf cache.
550          */
551         if (tsd_get(zfs_dbuf_evict_key) != NULL)
552                 return;
553
554         if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
555                 boolean_t evict_now = B_FALSE;
556
557                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
558                 if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
559                         evict_now = dbuf_cache_above_hiwater();
560                         cv_signal(&dbuf_evict_cv);
561                 }
562                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
563
564                 if (evict_now) {
565                         dbuf_evict_one();
566                 }
567         }
568 }
569
570 void
571 dbuf_init(void)
572 {
573         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
574         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
575         int i;
576
577         /*
578          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
579          * with an average 4K block size.  The table will take up
580          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
581          */
582         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
583                 hsize <<= 1;
584
585 retry:
586         h->hash_table_mask = hsize - 1;
587         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
588         if (h->hash_table == NULL) {
589                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
590                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
591                 hsize >>= 1;
592                 goto retry;
593         }
594
595         dbuf_kmem_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
596             sizeof (dmu_buf_impl_t),
597             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
598
599         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
600                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
601
602         /*
603          * Setup the parameters for the dbuf cache. We cap the size of the
604          * dbuf cache to 1/32nd (default) of the size of the ARC.
605          */
606         dbuf_cache_max_bytes = MIN(dbuf_cache_max_bytes,
607             arc_max_bytes() >> dbuf_cache_max_shift);
608
609         /*
610          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
611          * configuration is not required.
612          */
613         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
614
615         multilist_create(&dbuf_cache, sizeof (dmu_buf_impl_t),
616             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_cache_link),
617             zfs_arc_num_sublists_per_state,
618             dbuf_cache_multilist_index_func);
619         refcount_create(&dbuf_cache_size);
620
621         tsd_create(&zfs_dbuf_evict_key, NULL);
622         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
623         mutex_init(&dbuf_evict_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
624         cv_init(&dbuf_evict_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
625         dbuf_cache_evict_thread = thread_create(NULL, 0, dbuf_evict_thread,
626             NULL, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
627 }
628
629 void
630 dbuf_fini(void)
631 {
632         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
633         int i;
634
635         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
636                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
637         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
638         kmem_cache_destroy(dbuf_kmem_cache);
639         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
640
641         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
642         dbuf_evict_thread_exit = B_TRUE;
643         while (dbuf_evict_thread_exit) {
644                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
645                 cv_wait(&dbuf_evict_cv, &dbuf_evict_lock);
646         }
647         mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
648         tsd_destroy(&zfs_dbuf_evict_key);
649
650         mutex_destroy(&dbuf_evict_lock);
651         cv_destroy(&dbuf_evict_cv);
652
653         refcount_destroy(&dbuf_cache_size);
654         multilist_destroy(&dbuf_cache);
655 }
656
657 /*
658  * Other stuff.
659  */
660
661 #ifdef ZFS_DEBUG
662 static void
663 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
664 {
665         dnode_t *dn;
666         dbuf_dirty_record_t *dr;
667
668         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
669
670         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
671                 return;
672
673         ASSERT(db->db_objset != NULL);
674         DB_DNODE_ENTER(db);
675         dn = DB_DNODE(db);
676         if (dn == NULL) {
677                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
678                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
679         } else {
680                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
681                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
682                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
683                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
684                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
685                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
686         }
687         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
688                 ASSERT(dn != NULL);
689                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
690                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
691         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
692                 ASSERT(dn != NULL);
693                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
694                 ASSERT0(db->db.db_offset);
695         } else {
696                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
697         }
698
699         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
700                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
701
702         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
703                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
704
705         /*
706          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
707          * can be momentarily different when another thread is doing
708          * dnode_set_blksz().
709          */
710         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
711                 dr = db->db_data_pending;
712                 /*
713                  * It should only be modified in syncing context, so
714                  * make sure we only have one copy of the data.
715                  */
716                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
717         }
718
719         /* verify db->db_blkptr */
720         if (db->db_blkptr) {
721                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
722                         /* db is pointed to by the dnode */
723                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
724                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
725                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
726                         else
727                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
728                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
729                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
730                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
731                 } else {
732                         /* db is pointed to by an indirect block */
733                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
734                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
735                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
736                             db->db.db_object);
737                         /*
738                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
739                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
740                          * grows.  safe to do this now?
741                          */
742                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
743                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
744                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
745                                     db->db_blkid % epb));
746                         }
747                 }
748         }
749         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
750             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
751             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
752             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
753                 /*
754                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
755                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
756                  * data when we evict this buffer.
757                  *
758                  * There is an exception to this rule for indirect blocks; in
759                  * this case, if the indirect block is a hole, we fill in a few
760                  * fields on each of the child blocks (importantly, birth time)
761                  * to prevent hole birth times from being lost when you
762                  * partially fill in a hole.
763                  */
764                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
765                         if (db->db_level == 0) {
766                                 uint64_t *buf = db->db.db_data;
767                                 int i;
768
769                                 for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
770                                         ASSERT(buf[i] == 0);
771                                 }
772                         } else {
773                                 blkptr_t *bps = db->db.db_data;
774                                 ASSERT3U(1 << DB_DNODE(db)->dn_indblkshift, ==,
775                                     db->db.db_size);
776                                 /*
777                                  * We want to verify that all the blkptrs in the
778                                  * indirect block are holes, but we may have
779                                  * automatically set up a few fields for them.
780                                  * We iterate through each blkptr and verify
781                                  * they only have those fields set.
782                                  */
783                                 for (int i = 0;
784                                     i < db->db.db_size / sizeof (blkptr_t);
785                                     i++) {
786                                         blkptr_t *bp = &bps[i];
787                                         ASSERT(ZIO_CHECKSUM_IS_ZERO(
788                                             &bp->blk_cksum));
789                                         ASSERT(
790                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[0]) &&
791                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[1]) &&
792                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[2]));
793                                         ASSERT0(bp->blk_fill);
794                                         ASSERT0(bp->blk_pad[0]);
795                                         ASSERT0(bp->blk_pad[1]);
796                                         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
797                                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
798                                         ASSERT0(bp->blk_phys_birth);
799                                 }
800                         }
801                 }
802         }
803         DB_DNODE_EXIT(db);
804 }
805 #endif
806
807 static void
808 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
809 {
810         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
811         dbuf_evict_user(db);
812         ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
813         db->db.db_data = NULL;
814         if (db->db_state != DB_NOFILL)
815                 db->db_state = DB_UNCACHED;
816 }
817
818 static void
819 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
820 {
821         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
822         ASSERT(buf != NULL);
823
824         db->db_buf = buf;
825         ASSERT(buf->b_data != NULL);
826         db->db.db_data = buf->b_data;
827 }
828
829 /*
830  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
831  */
832 arc_buf_t *
833 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
834 {
835         arc_buf_t *abuf;
836
837         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
838         mutex_enter(&db->db_mtx);
839         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
840                 int blksz = db->db.db_size;
841                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
842
843                 mutex_exit(&db->db_mtx);
844                 abuf = arc_loan_buf(spa, blksz);
845                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
846         } else {
847                 abuf = db->db_buf;
848                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
849                 db->db_buf = NULL;
850                 dbuf_clear_data(db);
851                 mutex_exit(&db->db_mtx);
852         }
853         return (abuf);
854 }
855
856 /*
857  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
858  * provided.
859  */
860 uint64_t
861 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
862 {
863         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
864                 /*
865                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
866                  * the number of level 0s in a level n block.
867                  *
868                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
869                  * offset / 2^datablkshift.
870                  *
871                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
872                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
873                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
874                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
875                  *
876                  * Thus, the level n blkid is: offset /
877                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
878                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
879                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
880                  * = offset >> (datablkshift + level *
881                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
882                  */
883                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
884                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
885         } else {
886                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
887                 return (0);
888         }
889 }
890
891 static void
892 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
893 {
894         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
895
896         mutex_enter(&db->db_mtx);
897         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
898         /*
899          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
900          */
901         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
902         ASSERT(db->db_buf == NULL);
903         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
904         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
905                 /* we were freed in flight; disregard any error */
906                 arc_release(buf, db);
907                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
908                 arc_buf_freeze(buf);
909                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
910                 dbuf_set_data(db, buf);
911                 db->db_state = DB_CACHED;
912         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
913                 dbuf_set_data(db, buf);
914                 db->db_state = DB_CACHED;
915         } else {
916                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
917                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
918                 arc_buf_destroy(buf, db);
919                 db->db_state = DB_UNCACHED;
920         }
921         cv_broadcast(&db->db_changed);
922         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
923 }
924
925 static void
926 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
927 {
928         dnode_t *dn;
929         zbookmark_phys_t zb;
930         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
931
932         DB_DNODE_ENTER(db);
933         dn = DB_DNODE(db);
934         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
935         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
936         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
937         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
938         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
939         ASSERT(db->db_buf == NULL);
940
941         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
942                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
943
944                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
945                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
946                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
947                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
948                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
949                 if (bonuslen)
950                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
951                 DB_DNODE_EXIT(db);
952                 db->db_state = DB_CACHED;
953                 mutex_exit(&db->db_mtx);
954                 return;
955         }
956
957         /*
958          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
959          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
960          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
961          */
962         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
963             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
964             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
965                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
966
967                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(db->db_objset->os_spa,
968                     db->db.db_size, db, type));
969                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
970
971                 if (db->db_blkptr != NULL && db->db_level > 0 &&
972                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
973                     db->db_blkptr->blk_birth != 0) {
974                         blkptr_t *bps = db->db.db_data;
975                         for (int i = 0; i < ((1 <<
976                             DB_DNODE(db)->dn_indblkshift) / sizeof (blkptr_t));
977                             i++) {
978                                 blkptr_t *bp = &bps[i];
979                                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
980                                     1 << dn->dn_indblkshift);
981                                 BP_SET_LSIZE(bp,
982                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) == 1 ?
983                                     dn->dn_datablksz :
984                                     BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr));
985                                 BP_SET_TYPE(bp, BP_GET_TYPE(db->db_blkptr));
986                                 BP_SET_LEVEL(bp,
987                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) - 1);
988                                 BP_SET_BIRTH(bp, db->db_blkptr->blk_birth, 0);
989                         }
990                 }
991                 DB_DNODE_EXIT(db);
992                 db->db_state = DB_CACHED;
993                 mutex_exit(&db->db_mtx);
994                 return;
995         }
996
997         DB_DNODE_EXIT(db);
998
999         db->db_state = DB_READ;
1000         mutex_exit(&db->db_mtx);
1001
1002         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
1003                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
1004
1005         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
1006             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1007             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1008
1009         dbuf_add_ref(db, NULL);
1010
1011         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
1012             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
1013             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
1014             &aflags, &zb);
1015 }
1016
1017 int
1018 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
1019 {
1020         int err = 0;
1021         boolean_t havepzio = (zio != NULL);
1022         boolean_t prefetch;
1023         dnode_t *dn;
1024
1025         /*
1026          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
1027          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
1028          */
1029         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1030
1031         if (db->db_state == DB_NOFILL)
1032                 return (SET_ERROR(EIO));
1033
1034         DB_DNODE_ENTER(db);
1035         dn = DB_DNODE(db);
1036         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1037                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1038
1039         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1040             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
1041             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
1042
1043         mutex_enter(&db->db_mtx);
1044         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1045                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1046                 if (prefetch)
1047                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1048                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1049                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1050                 DB_DNODE_EXIT(db);
1051         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1052                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1053
1054                 if (zio == NULL)
1055                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
1056                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
1057
1058                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
1059
1060                 if (prefetch)
1061                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1062
1063                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1064                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1065                 DB_DNODE_EXIT(db);
1066
1067                 if (!havepzio)
1068                         err = zio_wait(zio);
1069         } else {
1070                 /*
1071                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
1072                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
1073                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
1074                  * first reader's request will reach the read_done callback
1075                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
1076                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
1077                  */
1078                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1079                 if (prefetch)
1080                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1081                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1082                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1083                 DB_DNODE_EXIT(db);
1084
1085                 /* Skip the wait per the caller's request. */
1086                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1087                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
1088                         while (db->db_state == DB_READ ||
1089                             db->db_state == DB_FILL) {
1090                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
1091                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
1092                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
1093                                     db, zio_t *, zio);
1094                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1095                         }
1096                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
1097                                 err = SET_ERROR(EIO);
1098                 }
1099                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1100         }
1101
1102         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
1103         return (err);
1104 }
1105
1106 static void
1107 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
1108 {
1109         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1110         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1111         mutex_enter(&db->db_mtx);
1112         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1113                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1114         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1115                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1116                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1117
1118                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
1119                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1120                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(spa, db->db.db_size, db, type));
1121                 db->db_state = DB_FILL;
1122         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
1123                 dbuf_clear_data(db);
1124         } else {
1125                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1126         }
1127         mutex_exit(&db->db_mtx);
1128 }
1129
1130 /*
1131  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of
1132  * buffers, that have been modified in a previous transaction
1133  * group, before we modify them in the current active group.
1134  *
1135  * This function is used in two places: when we are dirtying a
1136  * buffer for the first time in a txg, and when we are freeing
1137  * a range in a dnode that includes this buffer.
1138  *
1139  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do
1140  * not put a hold on the buffer, we just traverse the active
1141  * dbuf list for the dnode.
1142  */
1143 static void
1144 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
1145 {
1146         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1147
1148         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1149         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1150         ASSERT(db->db_level == 0);
1151         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1152
1153         if (dr == NULL ||
1154             (dr->dt.dl.dr_data !=
1155             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
1156                 return;
1157
1158         /*
1159          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
1160          * and its referencing the dbuf data, either:
1161          *      reset the reference to point to a new copy,
1162          * or (if there a no active holders)
1163          *      just null out the current db_data pointer.
1164          */
1165         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
1166         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1167                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
1168                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
1169                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1170                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1171         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1172                 int size = db->db.db_size;
1173                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1174                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1175
1176                 dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_buf(spa, size, db, type);
1177                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
1178         } else {
1179                 db->db_buf = NULL;
1180                 dbuf_clear_data(db);
1181         }
1182 }
1183
1184 void
1185 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
1186 {
1187         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1188         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1189         uint64_t txg = dr->dr_txg;
1190
1191         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1192         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
1193         ASSERT(db->db_level == 0);
1194
1195         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1196             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
1197                 return;
1198
1199         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
1200
1201         /* free this block */
1202         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
1203                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
1204
1205         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1206         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
1207
1208         /*
1209          * Release the already-written buffer, so we leave it in
1210          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
1211          * modifying the buffer, so they will immediately do
1212          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
1213          * the buf thawed to save the effort of freezing &
1214          * immediately re-thawing it.
1215          */
1216         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
1221  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
1222  * empty blocks.
1223  *
1224  * This is a no-op if the dataset is in the middle of an incremental
1225  * receive; see comment below for details.
1226  */
1227 void
1228 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1229     dmu_tx_t *tx)
1230 {
1231         dmu_buf_impl_t db_search;
1232         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1233         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1234         avl_index_t where;
1235         boolean_t freespill =
1236             (start_blkid == DMU_SPILL_BLKID || end_blkid == DMU_SPILL_BLKID);
1237
1238         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid && !freespill)
1239                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
1240         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
1241
1242         db_search.db_level = 0;
1243         db_search.db_blkid = start_blkid;
1244         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1245
1246         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1247         if (start_blkid >= dn->dn_unlisted_l0_blkid && !freespill) {
1248                 /* There can't be any dbufs in this range; no need to search. */
1249 #ifdef DEBUG
1250                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1251                 ASSERT3P(db, ==, NULL);
1252                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1253                 ASSERT(db == NULL || db->db_level > 0);
1254 #endif
1255                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1256                 return;
1257         } else if (dmu_objset_is_receiving(dn->dn_objset)) {
1258                 /*
1259                  * If we are receiving, we expect there to be no dbufs in
1260                  * the range to be freed, because receive modifies each
1261                  * block at most once, and in offset order.  If this is
1262                  * not the case, it can lead to performance problems,
1263                  * so note that we unexpectedly took the slow path.
1264                  */
1265                 atomic_inc_64(&zfs_free_range_recv_miss);
1266         }
1267
1268         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1269         ASSERT3P(db, ==, NULL);
1270         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1271
1272         for (; db != NULL; db = db_next) {
1273                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
1274                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1275
1276                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
1277                         break;
1278                 }
1279                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1280
1281                 /* found a level 0 buffer in the range */
1282                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1283                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
1284                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
1285                         continue;
1286                 }
1287
1288                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
1289                     db->db_state == DB_NOFILL ||
1290                     db->db_state == DB_EVICTING) {
1291                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1292                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1293                         continue;
1294                 }
1295                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
1296                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
1297                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
1298                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1299                         continue;
1300                 }
1301                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
1302                         ASSERT(db->db_buf);
1303                         dbuf_destroy(db);
1304                         continue;
1305                 }
1306                 /* The dbuf is referenced */
1307
1308                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
1309                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1310
1311                         if (dr->dr_txg == txg) {
1312                                 /*
1313                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
1314                                  * size to reflect that this buffer may
1315                                  * contain new data when we sync.
1316                                  */
1317                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
1318                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
1319                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
1320                                 dbuf_unoverride(dr);
1321                         } else {
1322                                 /*
1323                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1324                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1325                                  * the open context) or reset its contents to
1326                                  * empty.
1327                                  */
1328                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1329                         }
1330                 }
1331                 /* clear the contents if its cached */
1332                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1333                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1334                         arc_release(db->db_buf, db);
1335                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1336                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1337                 }
1338
1339                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1340         }
1341         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1342 }
1343
1344 static int
1345 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
1346 {
1347         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
1348         uint64_t birth_txg = 0;
1349
1350         /*
1351          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
1352          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
1353          * so we'll ignore db_blkptr.
1354          *
1355          * This logic ensures that only block births for
1356          * filled blocks are considered.
1357          */
1358         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1359         if (db->db_last_dirty && (db->db_blkptr == NULL ||
1360             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1361                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
1362         } else if (db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1363                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
1364         }
1365
1366         /*
1367          * If this block don't exist or is in a snapshot, it can't be freed.
1368          * Don't pass the bp to dsl_dataset_block_freeable() since we
1369          * are holding the db_mtx lock and might deadlock if we are
1370          * prefetching a dedup-ed block.
1371          */
1372         if (birth_txg != 0)
1373                 return (ds == NULL ||
1374                     dsl_dataset_block_freeable(ds, NULL, birth_txg));
1375         else
1376                 return (B_FALSE);
1377 }
1378
1379 void
1380 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1381 {
1382         arc_buf_t *buf, *obuf;
1383         int osize = db->db.db_size;
1384         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1385         dnode_t *dn;
1386
1387         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1388
1389         DB_DNODE_ENTER(db);
1390         dn = DB_DNODE(db);
1391
1392         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1393         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1394
1395         /*
1396          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1397          * is OK, because there can be no other references to the db
1398          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1399          * be happening.
1400          */
1401         /*
1402          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1403          * value and returning that up to our callers
1404          */
1405         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1406
1407         /* create the data buffer for the new block */
1408         buf = arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, size, db, type);
1409
1410         /* copy old block data to the new block */
1411         obuf = db->db_buf;
1412         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1413         /* zero the remainder */
1414         if (size > osize)
1415                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1416
1417         mutex_enter(&db->db_mtx);
1418         dbuf_set_data(db, buf);
1419         arc_buf_destroy(obuf, db);
1420         db->db.db_size = size;
1421
1422         if (db->db_level == 0) {
1423                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1424                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1425         }
1426         mutex_exit(&db->db_mtx);
1427
1428         dnode_willuse_space(dn, size-osize, tx);
1429         DB_DNODE_EXIT(db);
1430 }
1431
1432 void
1433 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1434 {
1435         objset_t *os = db->db_objset;
1436
1437         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1438         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1439             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1440         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1441
1442         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1443 }
1444
1445 /*
1446  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1447  * dirtied again.
1448  */
1449 static void
1450 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1451 {
1452         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1453
1454         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1455
1456         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1457                 /*
1458                  * If this buffer has already been written out,
1459                  * we now need to reset its state.
1460                  */
1461                 dbuf_unoverride(dr);
1462                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1463                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1464                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1465                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1466                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1467                 }
1468         }
1469 }
1470
1471 dbuf_dirty_record_t *
1472 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1473 {
1474         dnode_t *dn;
1475         objset_t *os;
1476         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1477         int drop_struct_lock = FALSE;
1478         boolean_t do_free_accounting = B_FALSE;
1479         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1480
1481         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1482         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1483         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1484
1485         DB_DNODE_ENTER(db);
1486         dn = DB_DNODE(db);
1487         /*
1488          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1489          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1490          * were already pre-dirtied in open context.
1491          */
1492         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1493             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1494             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1495             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1496         /*
1497          * We make this assert for private objects as well, but after we
1498          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1499          * in syncing context.
1500          */
1501         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1502             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1503             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1504
1505         mutex_enter(&db->db_mtx);
1506         /*
1507          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1508          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1509          * syncing context don't bother holding ahead.
1510          */
1511         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1512             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1513             db->db_state == DB_NOFILL);
1514
1515         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1516         /*
1517          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1518          * initialize the objset.
1519          */
1520         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED &&
1521             !BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1522                 dn->dn_dirtyctx =
1523                     (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1524                 ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1525                 dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1526         }
1527         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1528
1529         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1530                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1531
1532         /*
1533          * If this buffer is already dirty, we're done.
1534          */
1535         drp = &db->db_last_dirty;
1536         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1537             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1538         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1539                 drp = &dr->dr_next;
1540         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1541                 DB_DNODE_EXIT(db);
1542
1543                 dbuf_redirty(dr);
1544                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1545                 return (dr);
1546         }
1547
1548         /*
1549          * Only valid if not already dirty.
1550          */
1551         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1552             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1553             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1554
1555         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1556         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1557             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1558             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1559             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1560             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1561
1562         /*
1563          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1564          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1565          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1566          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1567          * this assertion only if we're not already dirty.
1568          */
1569         os = dn->dn_objset;
1570         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1571             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1572         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1573
1574         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1575
1576         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1577                 /*
1578                  * Update the accounting.
1579                  * Note: we delay "free accounting" until after we drop
1580                  * the db_mtx.  This keeps us from grabbing other locks
1581                  * (and possibly deadlocking) in bp_get_dsize() while
1582                  * also holding the db_mtx.
1583                  */
1584                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
1585                 do_free_accounting = dbuf_block_freeable(db);
1586         }
1587
1588         /*
1589          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1590          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1591          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1592          */
1593         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1594         if (db->db_level == 0) {
1595                 void *data_old = db->db_buf;
1596
1597                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1598                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1599                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1600                                 data_old = db->db.db_data;
1601                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1602                                 /*
1603                                  * Release the data buffer from the cache so
1604                                  * that we can modify it without impacting
1605                                  * possible other users of this cached data
1606                                  * block.  Note that indirect blocks and
1607                                  * private objects are not released until the
1608                                  * syncing state (since they are only modified
1609                                  * then).
1610                                  */
1611                                 arc_release(db->db_buf, db);
1612                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1613                                 data_old = db->db_buf;
1614                         }
1615                         ASSERT(data_old != NULL);
1616                 }
1617                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1618         } else {
1619                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1620                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1621                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1622                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1623         }
1624         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1625                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1626         dr->dr_dbuf = db;
1627         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1628         dr->dr_next = *drp;
1629         *drp = dr;
1630
1631         /*
1632          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1633          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1634          * happened after the free.
1635          */
1636         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1637             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1638                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1639                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1640                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1641                             db->db_blkid, 1);
1642                 }
1643                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1644                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1645         }
1646
1647         /*
1648          * This buffer is now part of this txg
1649          */
1650         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1651         db->db_dirtycnt += 1;
1652         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1653
1654         mutex_exit(&db->db_mtx);
1655
1656         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1657             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1658                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1659                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1660                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1661                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1662                 dnode_setdirty(dn, tx);
1663                 DB_DNODE_EXIT(db);
1664                 return (dr);
1665         }
1666
1667         /*
1668          * The dn_struct_rwlock prevents db_blkptr from changing
1669          * due to a write from syncing context completing
1670          * while we are running, so we want to acquire it before
1671          * looking at db_blkptr.
1672          */
1673         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1674                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1675                 drop_struct_lock = TRUE;
1676         }
1677
1678         if (do_free_accounting) {
1679                 blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
1680                 int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
1681                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
1682                 /*
1683                  * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
1684                  * in a previous txg, we don't know how much
1685                  * space it will use on disk yet.  We should
1686                  * really have the struct_rwlock to access
1687                  * db_blkptr, but since this is just a guess,
1688                  * it's OK if we get an odd answer.
1689                  */
1690                 ddt_prefetch(os->os_spa, bp);
1691                 dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
1692         }
1693
1694         if (db->db_level == 0) {
1695                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1696                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1697         }
1698
1699         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1700                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1701                 dbuf_dirty_record_t *di;
1702                 int parent_held = FALSE;
1703
1704                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1705                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1706
1707                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1708                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1709                         ASSERT(parent != NULL);
1710                         parent_held = TRUE;
1711                 }
1712                 if (drop_struct_lock)
1713                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1714                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1715                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1716                 if (parent_held)
1717                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1718
1719                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1720                 /*
1721                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1722                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1723                  */
1724                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1725                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1726                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1727                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1728                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1729                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1730                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1731                         dr->dr_parent = di;
1732                 }
1733                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1734         } else {
1735                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1736                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1737                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1738                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1739                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1740                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1741                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1742                 if (drop_struct_lock)
1743                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1744         }
1745
1746         dnode_setdirty(dn, tx);
1747         DB_DNODE_EXIT(db);
1748         return (dr);
1749 }
1750
1751 /*
1752  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1753  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1754  */
1755 static boolean_t
1756 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1757 {
1758         dnode_t *dn;
1759         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1760         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1761
1762         ASSERT(txg != 0);
1763
1764         /*
1765          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1766          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1767          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1768          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1769          */
1770         ASSERT(db->db_objset ==
1771             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1772             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1773         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1774         ASSERT0(db->db_level);
1775         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1776
1777         /*
1778          * If this buffer is not dirty, we're done.
1779          */
1780         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1781                 if (dr->dr_txg <= txg)
1782                         break;
1783         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1784                 return (B_FALSE);
1785         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1786         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1787
1788         DB_DNODE_ENTER(db);
1789         dn = DB_DNODE(db);
1790
1791         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1792
1793         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1794
1795         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1796             dr->dr_accounted, txg);
1797
1798         *drp = dr->dr_next;
1799
1800         /*
1801          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1802          * where this dirty record may be put on a list.
1803          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1804          * every one of those list_insert calls.
1805          */
1806         if (dr->dr_parent) {
1807                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1808                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1809                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1810         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1811             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1812                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1813                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1814                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1815                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1816         }
1817         DB_DNODE_EXIT(db);
1818
1819         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1820                 dbuf_unoverride(dr);
1821
1822                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1823                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1824                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1825                         arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
1826         }
1827
1828         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1829
1830         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1831         db->db_dirtycnt -= 1;
1832
1833         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1834                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(db->db_buf));
1835                 dbuf_destroy(db);
1836                 return (B_TRUE);
1837         }
1838
1839         return (B_FALSE);
1840 }
1841
1842 void
1843 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1844 {
1845         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1846         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1847
1848         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1849         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1850
1851         /*
1852          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1853          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1854          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1855          * cached).
1856          */
1857         mutex_enter(&db->db_mtx);
1858         dbuf_dirty_record_t *dr;
1859         for (dr = db->db_last_dirty;
1860             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1861                 /*
1862                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1863                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1864                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1865                  */
1866                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1867                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1868                         dbuf_redirty(dr);
1869                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1870                         return;
1871                 }
1872         }
1873         mutex_exit(&db->db_mtx);
1874
1875         DB_DNODE_ENTER(db);
1876         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1877                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1878         DB_DNODE_EXIT(db);
1879         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1880         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1881 }
1882
1883 void
1884 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1885 {
1886         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1887
1888         db->db_state = DB_NOFILL;
1889
1890         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1891 }
1892
1893 void
1894 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1895 {
1896         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1897
1898         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1899         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1900         ASSERT(db->db_level == 0);
1901         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1902
1903         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1904             dmu_tx_private_ok(tx));
1905
1906         dbuf_noread(db);
1907         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1908 }
1909
1910 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1911 /* ARGSUSED */
1912 void
1913 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1914 {
1915         mutex_enter(&db->db_mtx);
1916         DBUF_VERIFY(db);
1917
1918         if (db->db_state == DB_FILL) {
1919                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1920                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1921                         /* we were freed while filling */
1922                         /* XXX dbuf_undirty? */
1923                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1924                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1925                 }
1926                 db->db_state = DB_CACHED;
1927                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1928         }
1929         mutex_exit(&db->db_mtx);
1930 }
1931
1932 void
1933 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1934     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1935     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1936     dmu_tx_t *tx)
1937 {
1938         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1939         struct dirty_leaf *dl;
1940         dmu_object_type_t type;
1941
1942         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1943                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1944                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1945         }
1946
1947         DB_DNODE_ENTER(db);
1948         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1949         DB_DNODE_EXIT(db);
1950
1951         ASSERT0(db->db_level);
1952         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1953
1954         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1955
1956         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1957         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1958         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1959             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1960         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1961         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1962         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1963         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1964
1965         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1966         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1971  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1972  */
1973 void
1974 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1975 {
1976         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1977         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1978         ASSERT(db->db_level == 0);
1979         ASSERT(DBUF_GET_BUFC_TYPE(db) == ARC_BUFC_DATA);
1980         ASSERT(buf != NULL);
1981         ASSERT(arc_buf_size(buf) == db->db.db_size);
1982         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1983
1984         arc_return_buf(buf, db);
1985         ASSERT(arc_released(buf));
1986
1987         mutex_enter(&db->db_mtx);
1988
1989         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1990                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1991
1992         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1993
1994         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1995             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1996                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1997                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1998                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1999                 arc_buf_destroy(buf, db);
2000                 xuio_stat_wbuf_copied();
2001                 return;
2002         }
2003
2004         xuio_stat_wbuf_nocopy();
2005         if (db->db_state == DB_CACHED) {
2006                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
2007
2008                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
2009                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
2010                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
2011                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
2012                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
2013                                     DR_OVERRIDDEN);
2014                                 arc_release(db->db_buf, db);
2015                         }
2016                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
2017                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2018                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
2019                         arc_release(db->db_buf, db);
2020                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2021                 }
2022                 db->db_buf = NULL;
2023         }
2024         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2025         dbuf_set_data(db, buf);
2026         db->db_state = DB_FILL;
2027         mutex_exit(&db->db_mtx);
2028         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2029         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
2030 }
2031
2032 void
2033 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
2034 {
2035         dnode_t *dn;
2036         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2037         dmu_buf_impl_t *dndb;
2038
2039         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2040         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2041
2042         if (db->db_buf != NULL) {
2043                 arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2044                 db->db_buf = NULL;
2045         }
2046
2047         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2048                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
2049                 zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
2050                 arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2051                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2052         }
2053
2054         dbuf_clear_data(db);
2055
2056         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2057                 multilist_remove(&dbuf_cache, db);
2058                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2059                     db->db.db_size, db);
2060         }
2061
2062         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2063         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2064
2065         db->db_state = DB_EVICTING;
2066         db->db_blkptr = NULL;
2067
2068         /*
2069          * Now that db_state is DB_EVICTING, nobody else can find this via
2070          * the hash table.  We can now drop db_mtx, which allows us to
2071          * acquire the dn_dbufs_mtx.
2072          */
2073         mutex_exit(&db->db_mtx);
2074
2075         DB_DNODE_ENTER(db);
2076         dn = DB_DNODE(db);
2077         dndb = dn->dn_dbuf;
2078         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2079                 boolean_t needlock = !MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx);
2080                 if (needlock)
2081                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2082                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
2083                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2084                 membar_producer();
2085                 DB_DNODE_EXIT(db);
2086                 if (needlock)
2087                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2088                 /*
2089                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
2090                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
2091                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
2092                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
2093                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
2094                  * release any lock.
2095                  */
2096                 dnode_rele(dn, db);
2097                 db->db_dnode_handle = NULL;
2098
2099                 dbuf_hash_remove(db);
2100         } else {
2101                 DB_DNODE_EXIT(db);
2102         }
2103
2104         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2105
2106         db->db_parent = NULL;
2107
2108         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2109         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2110         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2111         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2112         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2113         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
2114
2115         kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2116         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2117
2118         /*
2119          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
2120          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
2121          */
2122         if (parent && parent != dndb)
2123                 dbuf_rele(parent, db);
2124 }
2125
2126 /*
2127  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
2128  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
2129  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
2130  * object.
2131  */
2132 static int
2133 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
2134     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
2135 {
2136         int nlevels, epbs;
2137
2138         *parentp = NULL;
2139         *bpp = NULL;
2140
2141         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2142
2143         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2144                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2145                 if (dn->dn_have_spill &&
2146                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
2147                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
2148                 else
2149                         *bpp = NULL;
2150                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2151                 *parentp = dn->dn_dbuf;
2152                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2153                 return (0);
2154         }
2155
2156         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0)
2157                 nlevels = 1;
2158         else
2159                 nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2160
2161         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2162
2163         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
2164         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2165         if (level >= nlevels ||
2166             (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
2167                 /* the buffer has no parent yet */
2168                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2169         } else if (level < nlevels-1) {
2170                 /* this block is referenced from an indirect block */
2171                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
2172                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
2173                 if (err)
2174                         return (err);
2175                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
2176                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
2177                 if (err) {
2178                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
2179                         *parentp = NULL;
2180                         return (err);
2181                 }
2182                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
2183                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2184                 return (0);
2185         } else {
2186                 /* the block is referenced from the dnode */
2187                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
2188                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
2189                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2190                 if (dn->dn_dbuf) {
2191                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2192                         *parentp = dn->dn_dbuf;
2193                 }
2194                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
2195                 return (0);
2196         }
2197 }
2198
2199 static dmu_buf_impl_t *
2200 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2201     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
2202 {
2203         objset_t *os = dn->dn_objset;
2204         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
2205
2206         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2207         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
2208
2209         db = kmem_cache_alloc(dbuf_kmem_cache, KM_SLEEP);
2210
2211         db->db_objset = os;
2212         db->db.db_object = dn->dn_object;
2213         db->db_level = level;
2214         db->db_blkid = blkid;
2215         db->db_last_dirty = NULL;
2216         db->db_dirtycnt = 0;
2217         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
2218         db->db_parent = parent;
2219         db->db_blkptr = blkptr;
2220
2221         db->db_user = NULL;
2222         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
2223         db->db_freed_in_flight = FALSE;
2224         db->db_pending_evict = FALSE;
2225
2226         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2227                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
2228                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
2229                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
2230                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
2231                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
2232                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2233                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
2234                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2235                 return (db);
2236         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2237                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
2238                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
2239                 db->db.db_offset = 0;
2240         } else {
2241                 int blocksize =
2242                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
2243                 db->db.db_size = blocksize;
2244                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
2245         }
2246
2247         /*
2248          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
2249          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
2250          * This prevents a possible deadlock with someone
2251          * trying to look up this dbuf before its added to the
2252          * dn_dbufs list.
2253          */
2254         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2255         db->db_state = DB_EVICTING;
2256         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
2257                 /* someone else inserted it first */
2258                 kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2259                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2260                 return (odb);
2261         }
2262         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
2263         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid >=
2264             dn->dn_unlisted_l0_blkid)
2265                 dn->dn_unlisted_l0_blkid = db->db_blkid + 1;
2266         db->db_state = DB_UNCACHED;
2267         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2268         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2269
2270         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
2271                 dbuf_add_ref(parent, db);
2272
2273         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2274             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
2275         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
2276         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
2277
2278         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
2279
2280         return (db);
2281 }
2282
2283 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2284         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2285         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2286         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2287         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2288         dnode_t *dpa_dnode; /* The dnode associated with the prefetch */
2289         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2290         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2291         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2292 } dbuf_prefetch_arg_t;
2293
2294 /*
2295  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2296  */
2297 static void
2298 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2299 {
2300         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2301                 return;
2302
2303         arc_flags_t aflags =
2304             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2305
2306         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2307         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2308         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2309         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2310             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2311             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2312 }
2313
2314 /*
2315  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2316  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2317  * prefetch if the next block down is our target.
2318  */
2319 static void
2320 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2321 {
2322         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2323
2324         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2325         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2326
2327         /*
2328          * The dpa_dnode is only valid if we are called with a NULL
2329          * zio. This indicates that the arc_read() returned without
2330          * first calling zio_read() to issue a physical read. Once
2331          * a physical read is made the dpa_dnode must be invalidated
2332          * as the locks guarding it may have been dropped. If the
2333          * dpa_dnode is still valid, then we want to add it to the dbuf
2334          * cache. To do so, we must hold the dbuf associated with the block
2335          * we just prefetched, read its contents so that we associate it
2336          * with an arc_buf_t, and then release it.
2337          */
2338         if (zio != NULL) {
2339                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2340                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW) {
2341                         ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2342                 } else {
2343                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2344                 }
2345                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2346
2347                 dpa->dpa_dnode = NULL;
2348         } else if (dpa->dpa_dnode != NULL) {
2349                 uint64_t curblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2350                     (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel -
2351                     dpa->dpa_zb.zb_level));
2352                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dpa->dpa_dnode,
2353                     dpa->dpa_curlevel, curblkid, FTAG);
2354                 (void) dbuf_read(db, NULL,
2355                     DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_HAVESTRUCT);
2356                 dbuf_rele(db, FTAG);
2357         }
2358
2359         dpa->dpa_curlevel--;
2360
2361         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2362             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2363         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2364             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2365         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2366                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2367         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2368                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2369                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2370                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2371         } else {
2372                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2373                 zbookmark_phys_t zb;
2374
2375                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2376
2377                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2378                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2379
2380                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2381                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2382                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2383                     &iter_aflags, &zb);
2384         }
2385
2386         arc_buf_destroy(abuf, private);
2387 }
2388
2389 /*
2390  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2391  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2392  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2393  * complete.
2394  */
2395 void
2396 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2397     arc_flags_t aflags)
2398 {
2399         blkptr_t bp;
2400         int epbs, nlevels, curlevel;
2401         uint64_t curblkid;
2402
2403         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2404         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2405
2406         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2407                 return;
2408
2409         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2410                 return;
2411
2412         /*
2413          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2414          * prefetch.
2415          */
2416         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2417         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2418                 return;
2419
2420         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2421         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2422                 return;
2423
2424         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2425             level, blkid);
2426         if (db != NULL) {
2427                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2428                 /*
2429                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2430                  * (we assume) about to be read or filled.
2431                  */
2432                 return;
2433         }
2434
2435         /*
2436          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2437          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2438          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2439          */
2440         curlevel = level;
2441         curblkid = blkid;
2442         while (curlevel < nlevels - 1) {
2443                 int parent_level = curlevel + 1;
2444                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2445                 dmu_buf_impl_t *db;
2446
2447                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2448                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2449                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2450                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2451                         dbuf_rele(db, FTAG);
2452                         break;
2453                 }
2454
2455                 curlevel = parent_level;
2456                 curblkid = parent_blkid;
2457         }
2458
2459         if (curlevel == nlevels - 1) {
2460                 /* No cached indirect blocks found. */
2461                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2462                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2463         }
2464         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2465                 return;
2466
2467         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2468
2469         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2470             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2471
2472         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2473         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2474         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2475             dn->dn_object, level, blkid);
2476         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2477         dpa->dpa_prio = prio;
2478         dpa->dpa_aflags = aflags;
2479         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2480         dpa->dpa_dnode = dn;
2481         dpa->dpa_epbs = epbs;
2482         dpa->dpa_zio = pio;
2483
2484         /*
2485          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2486          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2487          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2488          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2489          * doing.
2490          */
2491         if (curlevel == level) {
2492                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2493                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2494                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2495         } else {
2496                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2497                 zbookmark_phys_t zb;
2498
2499                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2500                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2501                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2502                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2503                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2504                     &iter_aflags, &zb);
2505         }
2506         /*
2507          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2508          * dpa may have already been freed.
2509          */
2510         zio_nowait(pio);
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2515  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2516  */
2517 int
2518 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2519     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2520     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2521 {
2522         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2523
2524         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2525         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2526         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2527
2528         *dbp = NULL;
2529 top:
2530         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2531         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2532
2533         if (db == NULL) {
2534                 blkptr_t *bp = NULL;
2535                 int err;
2536
2537                 if (fail_uncached)
2538                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2539
2540                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2541                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2542                 if (fail_sparse) {
2543                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2544                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2545                         if (err) {
2546                                 if (parent)
2547                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2548                                 return (err);
2549                         }
2550                 }
2551                 if (err && err != ENOENT)
2552                         return (err);
2553                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2554         }
2555
2556         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2557                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2558                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2559         }
2560
2561         if (db->db_buf != NULL)
2562                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2563
2564         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2565
2566         /*
2567          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2568          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2569          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2570          */
2571         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2572             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2573             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2574                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2575
2576                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2577                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2578
2579                         dbuf_set_data(db,
2580                             arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa,
2581                             db->db.db_size, db, type));
2582                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2583                             db->db.db_size);
2584                 }
2585         }
2586
2587         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2588                 ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2589                 multilist_remove(&dbuf_cache, db);
2590                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2591                     db->db.db_size, db);
2592         }
2593         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2594         DBUF_VERIFY(db);
2595         mutex_exit(&db->db_mtx);
2596
2597         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2598         if (parent)
2599                 dbuf_rele(parent, NULL);
2600
2601         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2602         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2603         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2604         *dbp = db;
2605
2606         return (0);
2607 }
2608
2609 dmu_buf_impl_t *
2610 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2611 {
2612         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2613 }
2614
2615 dmu_buf_impl_t *
2616 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2617 {
2618         dmu_buf_impl_t *db;
2619         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2620         return (err ? NULL : db);
2621 }
2622
2623 void
2624 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2625 {
2626         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2627
2628         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2629         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2630 }
2631
2632 int
2633 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2634 {
2635         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2636         dnode_t *dn;
2637
2638         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2639                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2640         if (blksz == 0)
2641                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2642         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2643         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2644
2645         DB_DNODE_ENTER(db);
2646         dn = DB_DNODE(db);
2647         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2648         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2649         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2650         DB_DNODE_EXIT(db);
2651
2652         return (0);
2653 }
2654
2655 void
2656 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2657 {
2658         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2659 }
2660
2661 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2662 void
2663 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2664 {
2665         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2666         ASSERT3S(holds, >, 1);
2667 }
2668
2669 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2670 boolean_t
2671 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2672     void *tag)
2673 {
2674         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2675         dmu_buf_impl_t *found_db;
2676         boolean_t result = B_FALSE;
2677
2678         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2679                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2680         else
2681                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2682
2683         if (found_db != NULL) {
2684                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2685                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2686                         result = B_TRUE;
2687                 }
2688                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2689         }
2690         return (result);
2691 }
2692
2693 /*
2694  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2695  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2696  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2697  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2698  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2699  */
2700 void
2701 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2702 {
2703         mutex_enter(&db->db_mtx);
2704         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2705 }
2706
2707 void
2708 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2709 {
2710         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2711 }
2712
2713 /*
2714  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2715  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2716  */
2717 void
2718 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2719 {
2720         int64_t holds;
2721
2722         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2723         DBUF_VERIFY(db);
2724
2725         /*
2726          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2727          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2728          * buffer has a corresponding dnode hold.
2729          */
2730         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2731         ASSERT(holds >= 0);
2732
2733         /*
2734          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2735          * may be modified in the current syncing context.
2736          */
2737         if (db->db_buf != NULL &&
2738             holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0)) {
2739                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2740         }
2741
2742         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2743             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
2744                 dbuf_evict_user(db);
2745
2746         if (holds == 0) {
2747                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2748                         dnode_t *dn;
2749                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
2750
2751                         /*
2752                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2753                          * barrier until the move completes.
2754                          */
2755                         DB_DNODE_ENTER(db);
2756
2757                         dn = DB_DNODE(db);
2758                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2759
2760                         /*
2761                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2762                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2763                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2764                          * the dnode_rele() below.
2765                          */
2766                         DB_DNODE_EXIT(db);
2767
2768                         /*
2769                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2770                          * Another thread may evict it.
2771                          */
2772                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2773
2774                         if (evict_dbuf)
2775                                 dnode_evict_bonus(dn);
2776
2777                         dnode_rele(dn, db);
2778                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2779                         /*
2780                          * This is a special case: we never associated this
2781                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2782                          */
2783                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2784                             db->db_state == DB_NOFILL);
2785                         dbuf_destroy(db);
2786                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2787                         /*
2788                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2789                          */
2790                         dbuf_destroy(db);
2791                 } else {
2792                         boolean_t do_arc_evict = B_FALSE;
2793                         blkptr_t bp;
2794                         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
2795
2796                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) &&
2797                             db->db_blkptr != NULL &&
2798                             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2799                             !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2800                                 do_arc_evict = B_TRUE;
2801                                 bp = *db->db_blkptr;
2802                         }
2803
2804                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
2805                             db->db_pending_evict) {
2806                                 dbuf_destroy(db);
2807                         } else if (!multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2808                                 multilist_insert(&dbuf_cache, db);
2809                                 (void) refcount_add_many(&dbuf_cache_size,
2810                                     db->db.db_size, db);
2811                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2812
2813                                 dbuf_evict_notify();
2814                         }
2815
2816                         if (do_arc_evict)
2817                                 arc_freed(spa, &bp);
2818                 }
2819         } else {
2820                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2821         }
2822
2823 }
2824
2825 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2826 uint64_t
2827 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2828 {
2829         return (refcount_count(&db->db_holds));
2830 }
2831
2832 void *
2833 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2834     dmu_buf_user_t *new_user)
2835 {
2836         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2837
2838         mutex_enter(&db->db_mtx);
2839         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2840         if (db->db_user == old_user)
2841                 db->db_user = new_user;
2842         else
2843                 old_user = db->db_user;
2844         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2845         mutex_exit(&db->db_mtx);
2846
2847         return (old_user);
2848 }
2849
2850 void *
2851 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2852 {
2853         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2854 }
2855
2856 void *
2857 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2858 {
2859         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2860
2861         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
2862         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2863 }
2864
2865 void *
2866 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2867 {
2868         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2869 }
2870
2871 void *
2872 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2873 {
2874         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2875
2876         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2877         return (db->db_user);
2878 }
2879
2880 void
2881 dmu_buf_user_evict_wait()
2882 {
2883         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2884 }
2885
2886 boolean_t
2887 dmu_buf_freeable(dmu_buf_t *dbuf)
2888 {
2889         boolean_t res = B_FALSE;
2890         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2891
2892         if (db->db_blkptr)
2893                 res = dsl_dataset_block_freeable(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2894                     db->db_blkptr, db->db_blkptr->blk_birth);
2895
2896         return (res);
2897 }
2898
2899 blkptr_t *
2900 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2901 {
2902         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2903         return (dbi->db_blkptr);
2904 }
2905
2906 objset_t *
2907 dmu_buf_get_objset(dmu_buf_t *db)
2908 {
2909         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2910         return (dbi->db_objset);
2911 }
2912
2913 dnode_t *
2914 dmu_buf_dnode_enter(dmu_buf_t *db)
2915 {
2916         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2917         DB_DNODE_ENTER(dbi);
2918         return (DB_DNODE(dbi));
2919 }
2920
2921 void
2922 dmu_buf_dnode_exit(dmu_buf_t *db)
2923 {
2924         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2925         DB_DNODE_EXIT(dbi);
2926 }
2927
2928 static void
2929 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2930 {
2931         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2932         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2933
2934         if (db->db_blkptr != NULL)
2935                 return;
2936
2937         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2938                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2939                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2940                 return;
2941         }
2942         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2943                 /*
2944                  * This buffer was allocated at a time when there was
2945                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2946                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2947                  */
2948                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2949                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2950                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2951                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2952                 DBUF_VERIFY(db);
2953         } else {
2954                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2955                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2956
2957                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2958                 if (parent == NULL) {
2959                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2960                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2961                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2962                             db->db_blkid >> epbs, db);
2963                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2964                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2965                         db->db_parent = parent;
2966                 }
2967                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2968                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2969                 DBUF_VERIFY(db);
2970         }
2971 }
2972
2973 static void
2974 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2975 {
2976         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2977         dnode_t *dn;
2978         zio_t *zio;
2979
2980         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2981
2982         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2983
2984         mutex_enter(&db->db_mtx);
2985
2986         ASSERT(db->db_level > 0);
2987         DBUF_VERIFY(db);
2988
2989         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2990         if (db->db_buf == NULL) {
2991                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2992                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2993                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2994         }
2995         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
2996         ASSERT(db->db_buf != NULL);
2997
2998         DB_DNODE_ENTER(db);
2999         dn = DB_DNODE(db);
3000         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
3001         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3002         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3003         DB_DNODE_EXIT(db);
3004
3005         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
3006         db->db_data_pending = dr;
3007
3008         mutex_exit(&db->db_mtx);
3009         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
3010
3011         zio = dr->dr_zio;
3012         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
3013         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
3014         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3015         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
3016         zio_nowait(zio);
3017 }
3018
3019 static void
3020 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
3021 {
3022         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
3023         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3024         dnode_t *dn;
3025         objset_t *os;
3026         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3027
3028         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3029
3030         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3031
3032         mutex_enter(&db->db_mtx);
3033         /*
3034          * To be synced, we must be dirtied.  But we
3035          * might have been freed after the dirty.
3036          */
3037         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
3038                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
3039                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
3040         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
3041                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
3042                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
3043         } else {
3044                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
3045         }
3046         DBUF_VERIFY(db);
3047
3048         DB_DNODE_ENTER(db);
3049         dn = DB_DNODE(db);
3050
3051         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3052                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3053                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
3054                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3055         }
3056
3057         /*
3058          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
3059          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
3060          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
3061          * be called).
3062          */
3063         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3064                 dbuf_dirty_record_t **drp;
3065
3066                 ASSERT(*datap != NULL);
3067                 ASSERT0(db->db_level);
3068                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
3069                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
3070                 DB_DNODE_EXIT(db);
3071
3072                 if (*datap != db->db.db_data) {
3073                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
3074                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
3075                 }
3076                 db->db_data_pending = NULL;
3077                 drp = &db->db_last_dirty;
3078                 while (*drp != dr)
3079                         drp = &(*drp)->dr_next;
3080                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3081                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3082                 *drp = dr->dr_next;
3083                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
3084                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3085                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3086                 }
3087                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3088                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3089                 db->db_dirtycnt -= 1;
3090                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
3091                 return;
3092         }
3093
3094         os = dn->dn_objset;
3095
3096         /*
3097          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
3098          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
3099          * don't check the dr_override_state until we have returned from
3100          * dbuf_check_blkptr.
3101          */
3102         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3103
3104         /*
3105          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
3106          * wait for the synchronous IO to complete.
3107          */
3108         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
3109                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
3110                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
3111                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
3112         }
3113
3114         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
3115             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
3116             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
3117             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
3118             *datap == db->db_buf) {
3119                 /*
3120                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
3121                  * are active holds and db_data still references it),
3122                  * then make a copy before we start the write so that
3123                  * any modifications from the open txg will not leak
3124                  * into this write.
3125                  *
3126                  * NOTE: this copy does not need to be made for
3127                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
3128                  * DNONE_DNODE blocks).
3129                  */
3130                 int blksz = arc_buf_size(*datap);
3131                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
3132                 *datap = arc_alloc_buf(os->os_spa, blksz, db, type);
3133                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, blksz);
3134         }
3135         db->db_data_pending = dr;
3136
3137         mutex_exit(&db->db_mtx);
3138
3139         dbuf_write(dr, *datap, tx);
3140
3141         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3142         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3143                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
3144                 DB_DNODE_EXIT(db);
3145         } else {
3146                 /*
3147                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
3148                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
3149                  * that the IO could actually be completed before the nowait
3150                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
3151                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
3152                  */
3153                 DB_DNODE_EXIT(db);
3154                 zio_nowait(dr->dr_zio);
3155         }
3156 }
3157
3158 void
3159 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
3160 {
3161         dbuf_dirty_record_t *dr;
3162
3163         while (dr = list_head(list)) {
3164                 if (dr->dr_zio != NULL) {
3165                         /*
3166                          * If we find an already initialized zio then we
3167                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
3168                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
3169                          * during processing, so that we can zio_wait()
3170                          * these IOs after initiating all child IOs.
3171                          */
3172                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
3173                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
3174                         break;
3175                 }
3176                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
3177                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
3178                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
3179                 }
3180                 list_remove(list, dr);
3181                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
3182                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
3183                 else
3184                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
3185         }
3186 }
3187
3188 /* ARGSUSED */
3189 static void
3190 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3191 {
3192         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3193         dnode_t *dn;
3194         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3195         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3196         spa_t *spa = zio->io_spa;
3197         int64_t delta;
3198         uint64_t fill = 0;
3199         int i;
3200
3201         ASSERT3P(db->db_blkptr, !=, NULL);
3202         ASSERT3P(&db->db_data_pending->dr_bp_copy, ==, bp);
3203
3204         DB_DNODE_ENTER(db);
3205         dn = DB_DNODE(db);
3206         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
3207         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
3208         zio->io_prev_space_delta = delta;
3209
3210         if (bp->blk_birth != 0) {
3211                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
3212                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
3213                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
3214                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
3215                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
3216                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
3217         }
3218
3219         mutex_enter(&db->db_mtx);
3220
3221 #ifdef ZFS_DEBUG
3222         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3223                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3224                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(bp)) &&
3225                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3226         }
3227 #endif
3228
3229         if (db->db_level == 0) {
3230                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3231                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
3232                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3233                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
3234                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3235
3236                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3237                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
3238                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
3239                             i--, dnp++) {
3240                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
3241                                         fill++;
3242                         }
3243                 } else {
3244                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
3245                                 fill = 0;
3246                         } else {
3247                                 fill = 1;
3248                         }
3249                 }
3250         } else {
3251                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
3252                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3253                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
3254                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
3255                                 continue;
3256                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
3257                 }
3258         }
3259         DB_DNODE_EXIT(db);
3260
3261         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
3262                 bp->blk_fill = fill;
3263
3264         mutex_exit(&db->db_mtx);
3265
3266         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3267         *db->db_blkptr = *bp;
3268         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3269 }
3270
3271 /* ARGSUSED */
3272 /*
3273  * This function gets called just prior to running through the compression
3274  * stage of the zio pipeline. If we're an indirect block comprised of only
3275  * holes, then we want this indirect to be compressed away to a hole. In
3276  * order to do that we must zero out any information about the holes that
3277  * this indirect points to prior to before we try to compress it.
3278  */
3279 static void
3280 dbuf_write_children_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3281 {
3282         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3283         dnode_t *dn;
3284         blkptr_t *bp;
3285         uint64_t i;
3286         int epbs;
3287
3288         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
3289         DB_DNODE_ENTER(db);
3290         dn = DB_DNODE(db);
3291         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3292
3293         /* Determine if all our children are holes */
3294         for (i = 0, bp = db->db.db_data; i < 1 << epbs; i++, bp++) {
3295                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
3296                         break;
3297         }
3298
3299         /*
3300          * If all the children are holes, then zero them all out so that
3301          * we may get compressed away.
3302          */
3303         if (i == 1 << epbs) {
3304                 /* didn't find any non-holes */
3305                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
3306         }
3307         DB_DNODE_EXIT(db);
3308 }
3309
3310 /*
3311  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
3312  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
3313  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
3314  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
3315  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
3316  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
3317  * i/os complete.
3318  */
3319 /* ARGSUSED */
3320 static void
3321 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
3322 {
3323         dmu_buf_impl_t *db = arg;
3324         objset_t *os = db->db_objset;
3325         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
3326         dbuf_dirty_record_t *dr;
3327         int delta = 0;
3328
3329         dr = db->db_data_pending;
3330         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
3331
3332         /*
3333          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
3334          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
3335          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
3336          * dsl_pool_undirty_space().
3337          */
3338         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
3339         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
3340 }
3341
3342 /* ARGSUSED */
3343 static void
3344 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3345 {
3346         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3347         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3348         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3349         objset_t *os = db->db_objset;
3350         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3351         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3352
3353         ASSERT0(zio->io_error);
3354         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3355
3356         /*
3357          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3358          * original and bypass all the accounting.
3359          */
3360         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3361                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3362         } else {
3363                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3364                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3365                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3366         }
3367
3368         mutex_enter(&db->db_mtx);
3369
3370         DBUF_VERIFY(db);
3371
3372         drp = &db->db_last_dirty;
3373         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3374                 drp = &dr->dr_next;
3375         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3376         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3377         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3378         *drp = dr->dr_next;
3379
3380 #ifdef ZFS_DEBUG
3381         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3382                 dnode_t *dn;
3383
3384                 DB_DNODE_ENTER(db);
3385                 dn = DB_DNODE(db);
3386                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3387                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3388                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3389                 DB_DNODE_EXIT(db);
3390         }
3391 #endif
3392
3393         if (db->db_level == 0) {
3394                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3395                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3396                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3397                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3398                                 arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
3399                 }
3400         } else {
3401                 dnode_t *dn;
3402
3403                 DB_DNODE_ENTER(db);
3404                 dn = DB_DNODE(db);
3405                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3406                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3407                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3408                         int epbs =
3409                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3410                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3411                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3412                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3413                             db->db.db_size);
3414                 }
3415                 DB_DNODE_EXIT(db);
3416                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3417                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3418         }
3419         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3420
3421         cv_broadcast(&db->db_changed);
3422         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3423         db->db_dirtycnt -= 1;
3424         db->db_data_pending = NULL;
3425         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3426 }
3427
3428 static void
3429 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3430 {
3431         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3432 }
3433
3434 static void
3435 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3436 {
3437         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3438 }
3439
3440 static void
3441 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3442 {
3443         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3444         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3445
3446         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3447 }
3448
3449 static void
3450 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3451 {
3452         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3453         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3454         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3455
3456         mutex_enter(&db->db_mtx);
3457         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3458                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3459                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3460                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3461         }
3462         mutex_exit(&db->db_mtx);
3463
3464         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3465 }
3466
3467 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3468 static void
3469 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3470 {
3471         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3472         dnode_t *dn;
3473         objset_t *os;
3474         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3475         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3476         zbookmark_phys_t zb;
3477         zio_prop_t zp;
3478         zio_t *zio;
3479         int wp_flag = 0;
3480
3481         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3482
3483         DB_DNODE_ENTER(db);
3484         dn = DB_DNODE(db);
3485         os = dn->dn_objset;
3486
3487         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3488                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3489                         /*
3490                          * Private object buffers are released here rather
3491                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3492                          * in the syncing context and we don't want the
3493                          * overhead of making multiple copies of the data.
3494                          */
3495                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3496                                 arc_buf_thaw(data);
3497                         } else {
3498                                 dbuf_release_bp(db);
3499                         }
3500                 }
3501         }
3502
3503         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3504                 /* Our parent is an indirect block. */
3505                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3506                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3507                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3508                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3509                 /*
3510                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3511                  * our block pointer, so the parent must be released.
3512                  */
3513                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3514                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3515         } else {
3516                 /* Our parent is the dnode itself. */
3517                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3518                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3519                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3520                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3521                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3522                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3523                 zio = dn->dn_zio;
3524         }
3525
3526         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3527         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3528         ASSERT(zio);
3529
3530         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3531             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3532             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3533
3534         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3535                 wp_flag = WP_SPILL;
3536         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3537
3538         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3539         DB_DNODE_EXIT(db);
3540
3541         /*
3542          * We copy the blkptr now (rather than when we instantiate the dirty
3543          * record), because its value can change between open context and
3544          * syncing context. We do not need to hold dn_struct_rwlock to read
3545          * db_blkptr because we are in syncing context.
3546          */
3547         dr->dr_bp_copy = *db->db_blkptr;
3548
3549         if (db->db_level == 0 &&
3550             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3551                 /*
3552                  * The BP for this block has been provided by open context
3553                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3554                  */
3555                 void *contents = (data != NULL) ? data->b_data : NULL;
3556
3557                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3558                     &dr->dr_bp_copy, contents, db->db.db_size, &zp,
3559                     dbuf_write_override_ready, NULL, NULL,
3560                     dbuf_write_override_done,
3561                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3562                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3563                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3564                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3565                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3566                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3567         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3568                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3569                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3570                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3571                     &dr->dr_bp_copy, NULL, db->db.db_size, &zp,
3572                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, NULL,
3573                     dbuf_write_nofill_done, db,
3574                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3575                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3576         } else {
3577                 ASSERT(arc_released(data));
3578
3579                 /*
3580                  * For indirect blocks, we want to setup the children
3581                  * ready callback so that we can properly handle an indirect
3582                  * block that only contains holes.
3583                  */
3584                 arc_done_func_t *children_ready_cb = NULL;
3585                 if (db->db_level != 0)
3586                         children_ready_cb = dbuf_write_children_ready;
3587
3588                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3589                     &dr->dr_bp_copy, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3590                     &zp, dbuf_write_ready, children_ready_cb,
3591                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3592                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3593         }
3594 }