]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFV 316905
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / dbuf.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2012, 2016 by Delphix. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. All rights reserved.
27  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
28  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
29  */
30
31 #include <sys/zfs_context.h>
32 #include <sys/dmu.h>
33 #include <sys/dmu_send.h>
34 #include <sys/dmu_impl.h>
35 #include <sys/dbuf.h>
36 #include <sys/dmu_objset.h>
37 #include <sys/dsl_dataset.h>
38 #include <sys/dsl_dir.h>
39 #include <sys/dmu_tx.h>
40 #include <sys/spa.h>
41 #include <sys/zio.h>
42 #include <sys/dmu_zfetch.h>
43 #include <sys/sa.h>
44 #include <sys/sa_impl.h>
45 #include <sys/zfeature.h>
46 #include <sys/blkptr.h>
47 #include <sys/range_tree.h>
48 #include <sys/callb.h>
49
50 uint_t zfs_dbuf_evict_key;
51
52 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
53 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
54
55 #ifndef __lint
56 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
57     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_sync,
58     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_async,
59     dmu_buf_t **clear_on_evict_dbufp);
60 #endif /* ! __lint */
61
62 /*
63  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
64  */
65 static kmem_cache_t *dbuf_kmem_cache;
66 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
67
68 static kthread_t *dbuf_cache_evict_thread;
69 static kmutex_t dbuf_evict_lock;
70 static kcondvar_t dbuf_evict_cv;
71 static boolean_t dbuf_evict_thread_exit;
72
73 /*
74  * LRU cache of dbufs. The dbuf cache maintains a list of dbufs that
75  * are not currently held but have been recently released. These dbufs
76  * are not eligible for arc eviction until they are aged out of the cache.
77  * Dbufs are added to the dbuf cache once the last hold is released. If a
78  * dbuf is later accessed and still exists in the dbuf cache, then it will
79  * be removed from the cache and later re-added to the head of the cache.
80  * Dbufs that are aged out of the cache will be immediately destroyed and
81  * become eligible for arc eviction.
82  */
83 static multilist_t dbuf_cache;
84 static refcount_t dbuf_cache_size;
85 uint64_t dbuf_cache_max_bytes = 100 * 1024 * 1024;
86
87 /* Cap the size of the dbuf cache to log2 fraction of arc size. */
88 int dbuf_cache_max_shift = 5;
89
90 /*
91  * The dbuf cache uses a three-stage eviction policy:
92  *      - A low water marker designates when the dbuf eviction thread
93  *      should stop evicting from the dbuf cache.
94  *      - When we reach the maximum size (aka mid water mark), we
95  *      signal the eviction thread to run.
96  *      - The high water mark indicates when the eviction thread
97  *      is unable to keep up with the incoming load and eviction must
98  *      happen in the context of the calling thread.
99  *
100  * The dbuf cache:
101  *                                                 (max size)
102  *                                      low water   mid water   hi water
103  * +----------------------------------------+----------+----------+
104  * |                                        |          |          |
105  * |                                        |          |          |
106  * |                                        |          |          |
107  * |                                        |          |          |
108  * +----------------------------------------+----------+----------+
109  *                                        stop        signal     evict
110  *                                      evicting     eviction   directly
111  *                                                    thread
112  *
113  * The high and low water marks indicate the operating range for the eviction
114  * thread. The low water mark is, by default, 90% of the total size of the
115  * cache and the high water mark is at 110% (both of these percentages can be
116  * changed by setting dbuf_cache_lowater_pct and dbuf_cache_hiwater_pct,
117  * respectively). The eviction thread will try to ensure that the cache remains
118  * within this range by waking up every second and checking if the cache is
119  * above the low water mark. The thread can also be woken up by callers adding
120  * elements into the cache if the cache is larger than the mid water (i.e max
121  * cache size). Once the eviction thread is woken up and eviction is required,
122  * it will continue evicting buffers until it's able to reduce the cache size
123  * to the low water mark. If the cache size continues to grow and hits the high
124  * water mark, then callers adding elments to the cache will begin to evict
125  * directly from the cache until the cache is no longer above the high water
126  * mark.
127  */
128
129 /*
130  * The percentage above and below the maximum cache size.
131  */
132 uint_t dbuf_cache_hiwater_pct = 10;
133 uint_t dbuf_cache_lowater_pct = 10;
134
135 /* ARGSUSED */
136 static int
137 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
138 {
139         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
140         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
141
142         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
143         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
144         multilist_link_init(&db->db_cache_link);
145         refcount_create(&db->db_holds);
146
147         return (0);
148 }
149
150 /* ARGSUSED */
151 static void
152 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
153 {
154         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
155         mutex_destroy(&db->db_mtx);
156         cv_destroy(&db->db_changed);
157         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
158         refcount_destroy(&db->db_holds);
159 }
160
161 /*
162  * dbuf hash table routines
163  */
164 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
165
166 static uint64_t dbuf_hash_count;
167
168 static uint64_t
169 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
170 {
171         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
172         uint64_t crc = -1ULL;
173
174         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
175         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
176         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
177         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
178         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
179         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
180         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
181
182         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
183
184         return (crc);
185 }
186
187 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
188         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
189         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
190         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
191         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
192
193 dmu_buf_impl_t *
194 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
195 {
196         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
197         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
198         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
199         dmu_buf_impl_t *db;
200
201         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
202         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
203                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
204                         mutex_enter(&db->db_mtx);
205                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
206                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
207                                 return (db);
208                         }
209                         mutex_exit(&db->db_mtx);
210                 }
211         }
212         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
213         return (NULL);
214 }
215
216 static dmu_buf_impl_t *
217 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
218 {
219         dnode_t *dn;
220         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
221
222         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
223                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
224                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
225                         db = dn->dn_bonus;
226                         mutex_enter(&db->db_mtx);
227                 }
228                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
229                 dnode_rele(dn, FTAG);
230         }
231         return (db);
232 }
233
234 /*
235  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
236  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
237  * will be returned and the new element will not be inserted.
238  * Otherwise returns NULL.
239  */
240 static dmu_buf_impl_t *
241 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
242 {
243         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
244         objset_t *os = db->db_objset;
245         uint64_t obj = db->db.db_object;
246         int level = db->db_level;
247         uint64_t blkid = db->db_blkid;
248         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
249         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
250         dmu_buf_impl_t *dbf;
251
252         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
253         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
254                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
255                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
256                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
257                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
258                                 return (dbf);
259                         }
260                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
261                 }
262         }
263
264         mutex_enter(&db->db_mtx);
265         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
266         h->hash_table[idx] = db;
267         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
268         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
269
270         return (NULL);
271 }
272
273 /*
274  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
275  */
276 static void
277 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
278 {
279         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
280         uint64_t hv = dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
281             db->db_level, db->db_blkid);
282         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
283         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
284
285         /*
286          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
287          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
288          */
289         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
290         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
291         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
292
293         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
294         dbp = &h->hash_table[idx];
295         while ((dbf = *dbp) != db) {
296                 dbp = &dbf->db_hash_next;
297                 ASSERT(dbf != NULL);
298         }
299         *dbp = db->db_hash_next;
300         db->db_hash_next = NULL;
301         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
302         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
303 }
304
305 typedef enum {
306         DBVU_EVICTING,
307         DBVU_NOT_EVICTING
308 } dbvu_verify_type_t;
309
310 static void
311 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
312 {
313 #ifdef ZFS_DEBUG
314         int64_t holds;
315
316         if (db->db_user == NULL)
317                 return;
318
319         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
320         ASSERT(db->db_level == 0);
321
322         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
323         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
324         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
325
326         holds = refcount_count(&db->db_holds);
327         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
328                 /*
329                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
330                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
331                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
332                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
333                  * during eviction even though db_mtx is held (see
334                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
335                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
336                  */
337                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
338         } else {
339                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
340                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
341                 else
342                         ASSERT3U(holds, >, 0);
343         }
344 #endif
345 }
346
347 static void
348 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
349 {
350         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
351
352         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
353
354         if (dbu == NULL)
355                 return;
356
357         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
358         db->db_user = NULL;
359
360 #ifdef ZFS_DEBUG
361         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
362                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
363 #endif
364
365         /*
366          * There are two eviction callbacks - one that we call synchronously
367          * and one that we invoke via a taskq.  The async one is useful for
368          * avoiding lock order reversals and limiting stack depth.
369          *
370          * Note that if we have a sync callback but no async callback,
371          * it's likely that the sync callback will free the structure
372          * containing the dbu.  In that case we need to take care to not
373          * dereference dbu after calling the sync evict func.
374          */
375         boolean_t has_async = (dbu->dbu_evict_func_async != NULL);
376
377         if (dbu->dbu_evict_func_sync != NULL)
378                 dbu->dbu_evict_func_sync(dbu);
379
380         if (has_async) {
381                 taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func_async,
382                     dbu, 0, &dbu->dbu_tqent);
383         }
384 }
385
386 boolean_t
387 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
388 {
389         if (db->db_level > 0) {
390                 return (B_TRUE);
391         } else {
392                 boolean_t is_metadata;
393
394                 DB_DNODE_ENTER(db);
395                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
396                 DB_DNODE_EXIT(db);
397
398                 return (is_metadata);
399         }
400 }
401
402 /*
403  * This function *must* return indices evenly distributed between all
404  * sublists of the multilist. This is needed due to how the dbuf eviction
405  * code is laid out; dbuf_evict_thread() assumes dbufs are evenly
406  * distributed between all sublists and uses this assumption when
407  * deciding which sublist to evict from and how much to evict from it.
408  */
409 unsigned int
410 dbuf_cache_multilist_index_func(multilist_t *ml, void *obj)
411 {
412         dmu_buf_impl_t *db = obj;
413
414         /*
415          * The assumption here, is the hash value for a given
416          * dmu_buf_impl_t will remain constant throughout it's lifetime
417          * (i.e. it's objset, object, level and blkid fields don't change).
418          * Thus, we don't need to store the dbuf's sublist index
419          * on insertion, as this index can be recalculated on removal.
420          *
421          * Also, the low order bits of the hash value are thought to be
422          * distributed evenly. Otherwise, in the case that the multilist
423          * has a power of two number of sublists, each sublists' usage
424          * would not be evenly distributed.
425          */
426         return (dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
427             db->db_level, db->db_blkid) %
428             multilist_get_num_sublists(ml));
429 }
430
431 static inline boolean_t
432 dbuf_cache_above_hiwater(void)
433 {
434         uint64_t dbuf_cache_hiwater_bytes =
435             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_hiwater_pct) / 100;
436
437         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
438             dbuf_cache_max_bytes + dbuf_cache_hiwater_bytes);
439 }
440
441 static inline boolean_t
442 dbuf_cache_above_lowater(void)
443 {
444         uint64_t dbuf_cache_lowater_bytes =
445             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_lowater_pct) / 100;
446
447         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
448             dbuf_cache_max_bytes - dbuf_cache_lowater_bytes);
449 }
450
451 /*
452  * Evict the oldest eligible dbuf from the dbuf cache.
453  */
454 static void
455 dbuf_evict_one(void)
456 {
457         int idx = multilist_get_random_index(&dbuf_cache);
458         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock(&dbuf_cache, idx);
459
460         ASSERT(!MUTEX_HELD(&dbuf_evict_lock));
461
462         /*
463          * Set the thread's tsd to indicate that it's processing evictions.
464          * Once a thread stops evicting from the dbuf cache it will
465          * reset its tsd to NULL.
466          */
467         ASSERT3P(tsd_get(zfs_dbuf_evict_key), ==, NULL);
468         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, (void *)B_TRUE);
469
470         dmu_buf_impl_t *db = multilist_sublist_tail(mls);
471         while (db != NULL && mutex_tryenter(&db->db_mtx) == 0) {
472                 db = multilist_sublist_prev(mls, db);
473         }
474
475         DTRACE_PROBE2(dbuf__evict__one, dmu_buf_impl_t *, db,
476             multilist_sublist_t *, mls);
477
478         if (db != NULL) {
479                 multilist_sublist_remove(mls, db);
480                 multilist_sublist_unlock(mls);
481                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
482                     db->db.db_size, db);
483                 dbuf_destroy(db);
484         } else {
485                 multilist_sublist_unlock(mls);
486         }
487         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, NULL);
488 }
489
490 /*
491  * The dbuf evict thread is responsible for aging out dbufs from the
492  * cache. Once the cache has reached it's maximum size, dbufs are removed
493  * and destroyed. The eviction thread will continue running until the size
494  * of the dbuf cache is at or below the maximum size. Once the dbuf is aged
495  * out of the cache it is destroyed and becomes eligible for arc eviction.
496  */
497 static void
498 dbuf_evict_thread(void *dummy __unused)
499 {
500         callb_cpr_t cpr;
501
502         CALLB_CPR_INIT(&cpr, &dbuf_evict_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
503
504         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
505         while (!dbuf_evict_thread_exit) {
506                 while (!dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
507                         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
508                         (void) cv_timedwait_hires(&dbuf_evict_cv,
509                             &dbuf_evict_lock, SEC2NSEC(1), MSEC2NSEC(1), 0);
510                         CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &dbuf_evict_lock);
511                 }
512                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
513
514                 /*
515                  * Keep evicting as long as we're above the low water mark
516                  * for the cache. We do this without holding the locks to
517                  * minimize lock contention.
518                  */
519                 while (dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
520                         dbuf_evict_one();
521                 }
522
523                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
524         }
525
526         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
527         cv_broadcast(&dbuf_evict_cv);
528         CALLB_CPR_EXIT(&cpr);   /* drops dbuf_evict_lock */
529         thread_exit();
530 }
531
532 /*
533  * Wake up the dbuf eviction thread if the dbuf cache is at its max size.
534  * If the dbuf cache is at its high water mark, then evict a dbuf from the
535  * dbuf cache using the callers context.
536  */
537 static void
538 dbuf_evict_notify(void)
539 {
540
541         /*
542          * We use thread specific data to track when a thread has
543          * started processing evictions. This allows us to avoid deeply
544          * nested stacks that would have a call flow similar to this:
545          *
546          * dbuf_rele()-->dbuf_rele_and_unlock()-->dbuf_evict_notify()
547          *      ^                                               |
548          *      |                                               |
549          *      +-----dbuf_destroy()<--dbuf_evict_one()<--------+
550          *
551          * The dbuf_eviction_thread will always have its tsd set until
552          * that thread exits. All other threads will only set their tsd
553          * if they are participating in the eviction process. This only
554          * happens if the eviction thread is unable to process evictions
555          * fast enough. To keep the dbuf cache size in check, other threads
556          * can evict from the dbuf cache directly. Those threads will set
557          * their tsd values so that we ensure that they only evict one dbuf
558          * from the dbuf cache.
559          */
560         if (tsd_get(zfs_dbuf_evict_key) != NULL)
561                 return;
562
563         if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
564                 boolean_t evict_now = B_FALSE;
565
566                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
567                 if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
568                         evict_now = dbuf_cache_above_hiwater();
569                         cv_signal(&dbuf_evict_cv);
570                 }
571                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
572
573                 if (evict_now) {
574                         dbuf_evict_one();
575                 }
576         }
577 }
578
579 void
580 dbuf_init(void)
581 {
582         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
583         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
584         int i;
585
586         /*
587          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
588          * with an average 4K block size.  The table will take up
589          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
590          */
591         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
592                 hsize <<= 1;
593
594 retry:
595         h->hash_table_mask = hsize - 1;
596         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
597         if (h->hash_table == NULL) {
598                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
599                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
600                 hsize >>= 1;
601                 goto retry;
602         }
603
604         dbuf_kmem_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
605             sizeof (dmu_buf_impl_t),
606             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
607
608         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
609                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
610
611         /*
612          * Setup the parameters for the dbuf cache. We cap the size of the
613          * dbuf cache to 1/32nd (default) of the size of the ARC.
614          */
615         dbuf_cache_max_bytes = MIN(dbuf_cache_max_bytes,
616             arc_max_bytes() >> dbuf_cache_max_shift);
617
618         /*
619          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
620          * configuration is not required.
621          */
622         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
623
624         multilist_create(&dbuf_cache, sizeof (dmu_buf_impl_t),
625             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_cache_link),
626             zfs_arc_num_sublists_per_state,
627             dbuf_cache_multilist_index_func);
628         refcount_create(&dbuf_cache_size);
629
630         tsd_create(&zfs_dbuf_evict_key, NULL);
631         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
632         mutex_init(&dbuf_evict_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
633         cv_init(&dbuf_evict_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
634         dbuf_cache_evict_thread = thread_create(NULL, 0, dbuf_evict_thread,
635             NULL, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
636 }
637
638 void
639 dbuf_fini(void)
640 {
641         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
642         int i;
643
644         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
645                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
646         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
647         kmem_cache_destroy(dbuf_kmem_cache);
648         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
649
650         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
651         dbuf_evict_thread_exit = B_TRUE;
652         while (dbuf_evict_thread_exit) {
653                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
654                 cv_wait(&dbuf_evict_cv, &dbuf_evict_lock);
655         }
656         mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
657         tsd_destroy(&zfs_dbuf_evict_key);
658
659         mutex_destroy(&dbuf_evict_lock);
660         cv_destroy(&dbuf_evict_cv);
661
662         refcount_destroy(&dbuf_cache_size);
663         multilist_destroy(&dbuf_cache);
664 }
665
666 /*
667  * Other stuff.
668  */
669
670 #ifdef ZFS_DEBUG
671 static void
672 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
673 {
674         dnode_t *dn;
675         dbuf_dirty_record_t *dr;
676
677         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
678
679         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
680                 return;
681
682         ASSERT(db->db_objset != NULL);
683         DB_DNODE_ENTER(db);
684         dn = DB_DNODE(db);
685         if (dn == NULL) {
686                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
687                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
688         } else {
689                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
690                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
691                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
692                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
693                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
694                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
695         }
696         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
697                 ASSERT(dn != NULL);
698                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
699                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
700         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
701                 ASSERT(dn != NULL);
702                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
703                 ASSERT0(db->db.db_offset);
704         } else {
705                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
706         }
707
708         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
709                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
710
711         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
712                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
713
714         /*
715          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
716          * can be momentarily different when another thread is doing
717          * dnode_set_blksz().
718          */
719         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
720                 dr = db->db_data_pending;
721                 /*
722                  * It should only be modified in syncing context, so
723                  * make sure we only have one copy of the data.
724                  */
725                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
726         }
727
728         /* verify db->db_blkptr */
729         if (db->db_blkptr) {
730                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
731                         /* db is pointed to by the dnode */
732                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
733                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
734                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
735                         else
736                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
737                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
738                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
739                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
740                 } else {
741                         /* db is pointed to by an indirect block */
742                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
743                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
744                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
745                             db->db.db_object);
746                         /*
747                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
748                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
749                          * grows.  safe to do this now?
750                          */
751                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
752                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
753                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
754                                     db->db_blkid % epb));
755                         }
756                 }
757         }
758         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
759             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
760             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
761             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
762                 /*
763                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
764                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
765                  * data when we evict this buffer.
766                  *
767                  * There is an exception to this rule for indirect blocks; in
768                  * this case, if the indirect block is a hole, we fill in a few
769                  * fields on each of the child blocks (importantly, birth time)
770                  * to prevent hole birth times from being lost when you
771                  * partially fill in a hole.
772                  */
773                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
774                         if (db->db_level == 0) {
775                                 uint64_t *buf = db->db.db_data;
776                                 int i;
777
778                                 for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
779                                         ASSERT(buf[i] == 0);
780                                 }
781                         } else {
782                                 blkptr_t *bps = db->db.db_data;
783                                 ASSERT3U(1 << DB_DNODE(db)->dn_indblkshift, ==,
784                                     db->db.db_size);
785                                 /*
786                                  * We want to verify that all the blkptrs in the
787                                  * indirect block are holes, but we may have
788                                  * automatically set up a few fields for them.
789                                  * We iterate through each blkptr and verify
790                                  * they only have those fields set.
791                                  */
792                                 for (int i = 0;
793                                     i < db->db.db_size / sizeof (blkptr_t);
794                                     i++) {
795                                         blkptr_t *bp = &bps[i];
796                                         ASSERT(ZIO_CHECKSUM_IS_ZERO(
797                                             &bp->blk_cksum));
798                                         ASSERT(
799                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[0]) &&
800                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[1]) &&
801                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[2]));
802                                         ASSERT0(bp->blk_fill);
803                                         ASSERT0(bp->blk_pad[0]);
804                                         ASSERT0(bp->blk_pad[1]);
805                                         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
806                                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
807                                         ASSERT0(bp->blk_phys_birth);
808                                 }
809                         }
810                 }
811         }
812         DB_DNODE_EXIT(db);
813 }
814 #endif
815
816 static void
817 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
818 {
819         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
820         dbuf_evict_user(db);
821         ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
822         db->db.db_data = NULL;
823         if (db->db_state != DB_NOFILL)
824                 db->db_state = DB_UNCACHED;
825 }
826
827 static void
828 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
829 {
830         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
831         ASSERT(buf != NULL);
832
833         db->db_buf = buf;
834         ASSERT(buf->b_data != NULL);
835         db->db.db_data = buf->b_data;
836 }
837
838 /*
839  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
840  */
841 arc_buf_t *
842 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
843 {
844         arc_buf_t *abuf;
845
846         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
847         mutex_enter(&db->db_mtx);
848         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
849                 int blksz = db->db.db_size;
850                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
851
852                 mutex_exit(&db->db_mtx);
853                 abuf = arc_loan_buf(spa, B_FALSE, blksz);
854                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
855         } else {
856                 abuf = db->db_buf;
857                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
858                 db->db_buf = NULL;
859                 dbuf_clear_data(db);
860                 mutex_exit(&db->db_mtx);
861         }
862         return (abuf);
863 }
864
865 /*
866  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
867  * provided.
868  */
869 uint64_t
870 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
871 {
872         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
873                 /*
874                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
875                  * the number of level 0s in a level n block.
876                  *
877                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
878                  * offset / 2^datablkshift.
879                  *
880                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
881                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
882                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
883                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
884                  *
885                  * Thus, the level n blkid is: offset /
886                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
887                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
888                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
889                  * = offset >> (datablkshift + level *
890                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
891                  */
892                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
893                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
894         } else {
895                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
896                 return (0);
897         }
898 }
899
900 static void
901 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
902 {
903         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
904
905         mutex_enter(&db->db_mtx);
906         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
907         /*
908          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
909          */
910         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
911         ASSERT(db->db_buf == NULL);
912         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
913         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
914                 /* we were freed in flight; disregard any error */
915                 arc_release(buf, db);
916                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
917                 arc_buf_freeze(buf);
918                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
919                 dbuf_set_data(db, buf);
920                 db->db_state = DB_CACHED;
921         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
922                 dbuf_set_data(db, buf);
923                 db->db_state = DB_CACHED;
924         } else {
925                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
926                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
927                 arc_buf_destroy(buf, db);
928                 db->db_state = DB_UNCACHED;
929         }
930         cv_broadcast(&db->db_changed);
931         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
932 }
933
934 static void
935 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
936 {
937         dnode_t *dn;
938         zbookmark_phys_t zb;
939         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
940
941         DB_DNODE_ENTER(db);
942         dn = DB_DNODE(db);
943         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
944         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
945         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
946         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
947         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
948         ASSERT(db->db_buf == NULL);
949
950         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
951                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
952
953                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
954                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
955                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
956                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
957                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
958                 if (bonuslen)
959                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
960                 DB_DNODE_EXIT(db);
961                 db->db_state = DB_CACHED;
962                 mutex_exit(&db->db_mtx);
963                 return;
964         }
965
966         /*
967          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
968          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
969          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
970          */
971         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
972             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
973             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
974                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
975
976                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(db->db_objset->os_spa, db, type,
977                     db->db.db_size));
978                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
979
980                 if (db->db_blkptr != NULL && db->db_level > 0 &&
981                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
982                     db->db_blkptr->blk_birth != 0) {
983                         blkptr_t *bps = db->db.db_data;
984                         for (int i = 0; i < ((1 <<
985                             DB_DNODE(db)->dn_indblkshift) / sizeof (blkptr_t));
986                             i++) {
987                                 blkptr_t *bp = &bps[i];
988                                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
989                                     1 << dn->dn_indblkshift);
990                                 BP_SET_LSIZE(bp,
991                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) == 1 ?
992                                     dn->dn_datablksz :
993                                     BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr));
994                                 BP_SET_TYPE(bp, BP_GET_TYPE(db->db_blkptr));
995                                 BP_SET_LEVEL(bp,
996                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) - 1);
997                                 BP_SET_BIRTH(bp, db->db_blkptr->blk_birth, 0);
998                         }
999                 }
1000                 DB_DNODE_EXIT(db);
1001                 db->db_state = DB_CACHED;
1002                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1003                 return;
1004         }
1005
1006         DB_DNODE_EXIT(db);
1007
1008         db->db_state = DB_READ;
1009         mutex_exit(&db->db_mtx);
1010
1011         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
1012                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
1013
1014         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
1015             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1016             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1017
1018         dbuf_add_ref(db, NULL);
1019
1020         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
1021             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
1022             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
1023             &aflags, &zb);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of buffers that
1028  * have been modified in a previous transaction group before we access them in
1029  * the current active group.
1030  *
1031  * This function is used in three places: when we are dirtying a buffer for the
1032  * first time in a txg, when we are freeing a range in a dnode that includes
1033  * this buffer, and when we are accessing a buffer which was received compressed
1034  * and later referenced in a WRITE_BYREF record.
1035  *
1036  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do not put a hold on
1037  * the buffer, we just traverse the active dbuf list for the dnode.
1038  */
1039 static void
1040 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
1041 {
1042         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1043
1044         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1045         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1046         ASSERT(db->db_level == 0);
1047         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1048
1049         if (dr == NULL ||
1050             (dr->dt.dl.dr_data !=
1051             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
1052                 return;
1053
1054         /*
1055          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
1056          * and its referencing the dbuf data, either:
1057          *      reset the reference to point to a new copy,
1058          * or (if there a no active holders)
1059          *      just null out the current db_data pointer.
1060          */
1061         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
1062         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1063                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
1064                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
1065                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1066                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1067         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1068                 int size = arc_buf_size(db->db_buf);
1069                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1070                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1071                 enum zio_compress compress_type =
1072                     arc_get_compression(db->db_buf);
1073
1074                 if (compress_type == ZIO_COMPRESS_OFF) {
1075                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_buf(spa, db, type, size);
1076                 } else {
1077                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
1078                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_compressed_buf(spa, db,
1079                             size, arc_buf_lsize(db->db_buf), compress_type);
1080                 }
1081                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
1082         } else {
1083                 db->db_buf = NULL;
1084                 dbuf_clear_data(db);
1085         }
1086 }
1087
1088 int
1089 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
1090 {
1091         int err = 0;
1092         boolean_t havepzio = (zio != NULL);
1093         boolean_t prefetch;
1094         dnode_t *dn;
1095
1096         /*
1097          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
1098          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
1099          */
1100         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1101
1102         if (db->db_state == DB_NOFILL)
1103                 return (SET_ERROR(EIO));
1104
1105         DB_DNODE_ENTER(db);
1106         dn = DB_DNODE(db);
1107         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1108                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1109
1110         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1111             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
1112             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
1113
1114         mutex_enter(&db->db_mtx);
1115         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1116                 /*
1117                  * If the arc buf is compressed, we need to decompress it to
1118                  * read the data. This could happen during the "zfs receive" of
1119                  * a stream which is compressed and deduplicated.
1120                  */
1121                 if (db->db_buf != NULL &&
1122                     arc_get_compression(db->db_buf) != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1123                         dbuf_fix_old_data(db,
1124                             spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1125                         err = arc_decompress(db->db_buf);
1126                         dbuf_set_data(db, db->db_buf);
1127                 }
1128                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1129                 if (prefetch)
1130                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1131                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1132                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1133                 DB_DNODE_EXIT(db);
1134         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1135                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1136
1137                 if (zio == NULL)
1138                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
1139                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
1140
1141                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
1142
1143                 if (prefetch)
1144                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1145
1146                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1147                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1148                 DB_DNODE_EXIT(db);
1149
1150                 if (!havepzio)
1151                         err = zio_wait(zio);
1152         } else {
1153                 /*
1154                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
1155                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
1156                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
1157                  * first reader's request will reach the read_done callback
1158                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
1159                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
1160                  */
1161                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1162                 if (prefetch)
1163                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1164                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1165                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1166                 DB_DNODE_EXIT(db);
1167
1168                 /* Skip the wait per the caller's request. */
1169                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1170                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
1171                         while (db->db_state == DB_READ ||
1172                             db->db_state == DB_FILL) {
1173                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
1174                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
1175                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
1176                                     db, zio_t *, zio);
1177                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1178                         }
1179                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
1180                                 err = SET_ERROR(EIO);
1181                 }
1182                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1183         }
1184
1185         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
1186         return (err);
1187 }
1188
1189 static void
1190 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
1191 {
1192         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1193         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1194         mutex_enter(&db->db_mtx);
1195         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1196                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1197         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1198                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1199                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1200
1201                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
1202                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1203                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(spa, db, type, db->db.db_size));
1204                 db->db_state = DB_FILL;
1205         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
1206                 dbuf_clear_data(db);
1207         } else {
1208                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1209         }
1210         mutex_exit(&db->db_mtx);
1211 }
1212
1213 void
1214 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
1215 {
1216         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1217         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1218         uint64_t txg = dr->dr_txg;
1219
1220         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1221         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
1222         ASSERT(db->db_level == 0);
1223
1224         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1225             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
1226                 return;
1227
1228         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
1229
1230         /* free this block */
1231         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
1232                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
1233
1234         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1235         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
1236
1237         /*
1238          * Release the already-written buffer, so we leave it in
1239          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
1240          * modifying the buffer, so they will immediately do
1241          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
1242          * the buf thawed to save the effort of freezing &
1243          * immediately re-thawing it.
1244          */
1245         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
1246 }
1247
1248 /*
1249  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
1250  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
1251  * empty blocks.
1252  */
1253 void
1254 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1255     dmu_tx_t *tx)
1256 {
1257         dmu_buf_impl_t db_search;
1258         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1259         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1260         avl_index_t where;
1261
1262         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid &&
1263             !(start_blkid == DMU_SPILL_BLKID || end_blkid == DMU_SPILL_BLKID))
1264                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
1265         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
1266
1267         db_search.db_level = 0;
1268         db_search.db_blkid = start_blkid;
1269         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1270
1271         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1272         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1273         ASSERT3P(db, ==, NULL);
1274
1275         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1276
1277         for (; db != NULL; db = db_next) {
1278                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
1279                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1280
1281                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
1282                         break;
1283                 }
1284                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1285
1286                 /* found a level 0 buffer in the range */
1287                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1288                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
1289                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
1290                         continue;
1291                 }
1292
1293                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
1294                     db->db_state == DB_NOFILL ||
1295                     db->db_state == DB_EVICTING) {
1296                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1297                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1298                         continue;
1299                 }
1300                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
1301                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
1302                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
1303                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1304                         continue;
1305                 }
1306                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
1307                         ASSERT(db->db_buf);
1308                         dbuf_destroy(db);
1309                         continue;
1310                 }
1311                 /* The dbuf is referenced */
1312
1313                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
1314                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1315
1316                         if (dr->dr_txg == txg) {
1317                                 /*
1318                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
1319                                  * size to reflect that this buffer may
1320                                  * contain new data when we sync.
1321                                  */
1322                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
1323                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
1324                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
1325                                 dbuf_unoverride(dr);
1326                         } else {
1327                                 /*
1328                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1329                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1330                                  * the open context) or reset its contents to
1331                                  * empty.
1332                                  */
1333                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1334                         }
1335                 }
1336                 /* clear the contents if its cached */
1337                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1338                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1339                         arc_release(db->db_buf, db);
1340                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1341                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1342                 }
1343
1344                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1345         }
1346         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1347 }
1348
1349 static int
1350 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
1351 {
1352         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
1353         uint64_t birth_txg = 0;
1354
1355         /*
1356          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
1357          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
1358          * so we'll ignore db_blkptr.
1359          *
1360          * This logic ensures that only block births for
1361          * filled blocks are considered.
1362          */
1363         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1364         if (db->db_last_dirty && (db->db_blkptr == NULL ||
1365             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1366                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
1367         } else if (db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1368                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
1369         }
1370
1371         /*
1372          * If this block don't exist or is in a snapshot, it can't be freed.
1373          * Don't pass the bp to dsl_dataset_block_freeable() since we
1374          * are holding the db_mtx lock and might deadlock if we are
1375          * prefetching a dedup-ed block.
1376          */
1377         if (birth_txg != 0)
1378                 return (ds == NULL ||
1379                     dsl_dataset_block_freeable(ds, NULL, birth_txg));
1380         else
1381                 return (B_FALSE);
1382 }
1383
1384 void
1385 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1386 {
1387         arc_buf_t *buf, *obuf;
1388         int osize = db->db.db_size;
1389         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1390         dnode_t *dn;
1391
1392         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1393
1394         DB_DNODE_ENTER(db);
1395         dn = DB_DNODE(db);
1396
1397         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1398         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1399
1400         /*
1401          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1402          * is OK, because there can be no other references to the db
1403          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1404          * be happening.
1405          */
1406         /*
1407          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1408          * value and returning that up to our callers
1409          */
1410         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1411
1412         /* create the data buffer for the new block */
1413         buf = arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type, size);
1414
1415         /* copy old block data to the new block */
1416         obuf = db->db_buf;
1417         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1418         /* zero the remainder */
1419         if (size > osize)
1420                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1421
1422         mutex_enter(&db->db_mtx);
1423         dbuf_set_data(db, buf);
1424         arc_buf_destroy(obuf, db);
1425         db->db.db_size = size;
1426
1427         if (db->db_level == 0) {
1428                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1429                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1430         }
1431         mutex_exit(&db->db_mtx);
1432
1433         dnode_willuse_space(dn, size-osize, tx);
1434         DB_DNODE_EXIT(db);
1435 }
1436
1437 void
1438 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1439 {
1440         objset_t *os = db->db_objset;
1441
1442         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1443         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1444             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1445         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1446
1447         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1448 }
1449
1450 /*
1451  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1452  * dirtied again.
1453  */
1454 static void
1455 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1456 {
1457         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1458
1459         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1460
1461         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1462                 /*
1463                  * If this buffer has already been written out,
1464                  * we now need to reset its state.
1465                  */
1466                 dbuf_unoverride(dr);
1467                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1468                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1469                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1470                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1471                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1472                 }
1473         }
1474 }
1475
1476 dbuf_dirty_record_t *
1477 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1478 {
1479         dnode_t *dn;
1480         objset_t *os;
1481         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1482         int drop_struct_lock = FALSE;
1483         boolean_t do_free_accounting = B_FALSE;
1484         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1485
1486         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1487         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1488         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1489
1490         DB_DNODE_ENTER(db);
1491         dn = DB_DNODE(db);
1492         /*
1493          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1494          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1495          * were already pre-dirtied in open context.
1496          */
1497 #ifdef DEBUG
1498         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1499                 rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1500                     RW_READER, FTAG);
1501         }
1502         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1503             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1504             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1505             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1506         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1507                 rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1508 #endif
1509         /*
1510          * We make this assert for private objects as well, but after we
1511          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1512          * in syncing context.
1513          */
1514         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1515             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1516             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1517
1518         mutex_enter(&db->db_mtx);
1519         /*
1520          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1521          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1522          * syncing context don't bother holding ahead.
1523          */
1524         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1525             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1526             db->db_state == DB_NOFILL);
1527
1528         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1529         /*
1530          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1531          * initialize the objset.
1532          */
1533         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
1534                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1535                         rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1536                             RW_READER, FTAG);
1537                 }
1538                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1539                         dn->dn_dirtyctx = (dmu_tx_is_syncing(tx) ?
1540                             DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1541                         ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1542                         dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1543                 }
1544                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1545                         rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1546                             FTAG);
1547                 }
1548         }
1549         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1550
1551         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1552                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1553
1554         /*
1555          * If this buffer is already dirty, we're done.
1556          */
1557         drp = &db->db_last_dirty;
1558         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1559             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1560         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1561                 drp = &dr->dr_next;
1562         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1563                 DB_DNODE_EXIT(db);
1564
1565                 dbuf_redirty(dr);
1566                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1567                 return (dr);
1568         }
1569
1570         /*
1571          * Only valid if not already dirty.
1572          */
1573         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1574             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1575             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1576
1577         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1578         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1579             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1580             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1581             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1582             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1583
1584         /*
1585          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1586          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1587          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1588          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1589          * this assertion only if we're not already dirty.
1590          */
1591         os = dn->dn_objset;
1592 #ifdef DEBUG
1593         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1594                 rrw_enter(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1595         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1596             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1597         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1598                 rrw_exit(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1599 #endif
1600         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1601
1602         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1603
1604         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1605                 /*
1606                  * Update the accounting.
1607                  * Note: we delay "free accounting" until after we drop
1608                  * the db_mtx.  This keeps us from grabbing other locks
1609                  * (and possibly deadlocking) in bp_get_dsize() while
1610                  * also holding the db_mtx.
1611                  */
1612                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
1613                 do_free_accounting = dbuf_block_freeable(db);
1614         }
1615
1616         /*
1617          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1618          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1619          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1620          */
1621         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1622         if (db->db_level == 0) {
1623                 void *data_old = db->db_buf;
1624
1625                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1626                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1627                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1628                                 data_old = db->db.db_data;
1629                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1630                                 /*
1631                                  * Release the data buffer from the cache so
1632                                  * that we can modify it without impacting
1633                                  * possible other users of this cached data
1634                                  * block.  Note that indirect blocks and
1635                                  * private objects are not released until the
1636                                  * syncing state (since they are only modified
1637                                  * then).
1638                                  */
1639                                 arc_release(db->db_buf, db);
1640                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1641                                 data_old = db->db_buf;
1642                         }
1643                         ASSERT(data_old != NULL);
1644                 }
1645                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1646         } else {
1647                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1648                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1649                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1650                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1651         }
1652         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1653                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1654         dr->dr_dbuf = db;
1655         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1656         dr->dr_next = *drp;
1657         *drp = dr;
1658
1659         /*
1660          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1661          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1662          * happened after the free.
1663          */
1664         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1665             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1666                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1667                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1668                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1669                             db->db_blkid, 1);
1670                 }
1671                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1672                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1673         }
1674
1675         /*
1676          * This buffer is now part of this txg
1677          */
1678         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1679         db->db_dirtycnt += 1;
1680         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1681
1682         mutex_exit(&db->db_mtx);
1683
1684         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1685             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1686                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1687                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1688                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1689                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1690                 dnode_setdirty(dn, tx);
1691                 DB_DNODE_EXIT(db);
1692                 return (dr);
1693         }
1694
1695         /*
1696          * The dn_struct_rwlock prevents db_blkptr from changing
1697          * due to a write from syncing context completing
1698          * while we are running, so we want to acquire it before
1699          * looking at db_blkptr.
1700          */
1701         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1702                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1703                 drop_struct_lock = TRUE;
1704         }
1705
1706         if (do_free_accounting) {
1707                 blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
1708                 int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
1709                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
1710                 /*
1711                  * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
1712                  * in a previous txg, we don't know how much
1713                  * space it will use on disk yet.  We should
1714                  * really have the struct_rwlock to access
1715                  * db_blkptr, but since this is just a guess,
1716                  * it's OK if we get an odd answer.
1717                  */
1718                 ddt_prefetch(os->os_spa, bp);
1719                 dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
1720         }
1721
1722         if (db->db_level == 0) {
1723                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1724                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1725         }
1726
1727         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1728                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1729                 dbuf_dirty_record_t *di;
1730                 int parent_held = FALSE;
1731
1732                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1733                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1734
1735                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1736                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1737                         ASSERT(parent != NULL);
1738                         parent_held = TRUE;
1739                 }
1740                 if (drop_struct_lock)
1741                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1742                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1743                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1744                 if (parent_held)
1745                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1746
1747                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1748                 /*
1749                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1750                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1751                  */
1752                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1753                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1754                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1755                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1756                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1757                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1758                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1759                         dr->dr_parent = di;
1760                 }
1761                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1762         } else {
1763                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1764                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1765                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1766                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1767                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1768                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1769                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1770                 if (drop_struct_lock)
1771                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1772         }
1773
1774         dnode_setdirty(dn, tx);
1775         DB_DNODE_EXIT(db);
1776         return (dr);
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1781  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1782  */
1783 static boolean_t
1784 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1785 {
1786         dnode_t *dn;
1787         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1788         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1789
1790         ASSERT(txg != 0);
1791
1792         /*
1793          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1794          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1795          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1796          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1797          */
1798         ASSERT(db->db_objset ==
1799             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1800             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1801         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1802         ASSERT0(db->db_level);
1803         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1804
1805         /*
1806          * If this buffer is not dirty, we're done.
1807          */
1808         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1809                 if (dr->dr_txg <= txg)
1810                         break;
1811         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1812                 return (B_FALSE);
1813         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1814         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1815
1816         DB_DNODE_ENTER(db);
1817         dn = DB_DNODE(db);
1818
1819         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1820
1821         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1822
1823         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1824             dr->dr_accounted, txg);
1825
1826         *drp = dr->dr_next;
1827
1828         /*
1829          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1830          * where this dirty record may be put on a list.
1831          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1832          * every one of those list_insert calls.
1833          */
1834         if (dr->dr_parent) {
1835                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1836                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1837                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1838         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1839             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1840                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1841                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1842                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1843                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1844         }
1845         DB_DNODE_EXIT(db);
1846
1847         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1848                 dbuf_unoverride(dr);
1849
1850                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1851                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1852                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1853                         arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
1854         }
1855
1856         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1857
1858         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1859         db->db_dirtycnt -= 1;
1860
1861         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1862                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(db->db_buf));
1863                 dbuf_destroy(db);
1864                 return (B_TRUE);
1865         }
1866
1867         return (B_FALSE);
1868 }
1869
1870 void
1871 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1872 {
1873         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1874         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1875
1876         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1877         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1878
1879         /*
1880          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1881          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1882          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1883          * cached).
1884          */
1885         mutex_enter(&db->db_mtx);
1886         dbuf_dirty_record_t *dr;
1887         for (dr = db->db_last_dirty;
1888             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1889                 /*
1890                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1891                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1892                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1893                  */
1894                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1895                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1896                         dbuf_redirty(dr);
1897                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1898                         return;
1899                 }
1900         }
1901         mutex_exit(&db->db_mtx);
1902
1903         DB_DNODE_ENTER(db);
1904         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1905                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1906         DB_DNODE_EXIT(db);
1907         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1908         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1909 }
1910
1911 void
1912 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1913 {
1914         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1915
1916         db->db_state = DB_NOFILL;
1917
1918         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1919 }
1920
1921 void
1922 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1923 {
1924         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1925
1926         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1927         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1928         ASSERT(db->db_level == 0);
1929         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1930
1931         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1932             dmu_tx_private_ok(tx));
1933
1934         dbuf_noread(db);
1935         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1936 }
1937
1938 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1939 /* ARGSUSED */
1940 void
1941 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1942 {
1943         mutex_enter(&db->db_mtx);
1944         DBUF_VERIFY(db);
1945
1946         if (db->db_state == DB_FILL) {
1947                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1948                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1949                         /* we were freed while filling */
1950                         /* XXX dbuf_undirty? */
1951                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1952                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1953                 }
1954                 db->db_state = DB_CACHED;
1955                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1956         }
1957         mutex_exit(&db->db_mtx);
1958 }
1959
1960 void
1961 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1962     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1963     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1964     dmu_tx_t *tx)
1965 {
1966         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1967         struct dirty_leaf *dl;
1968         dmu_object_type_t type;
1969
1970         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1971                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1972                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1973         }
1974
1975         DB_DNODE_ENTER(db);
1976         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1977         DB_DNODE_EXIT(db);
1978
1979         ASSERT0(db->db_level);
1980         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1981
1982         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1983
1984         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1985         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1986         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1987             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1988         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1989         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1990         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1991         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1992
1993         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1994         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1999  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
2000  */
2001 void
2002 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
2003 {
2004         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
2005         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2006         ASSERT(db->db_level == 0);
2007         ASSERT3U(dbuf_is_metadata(db), ==, arc_is_metadata(buf));
2008         ASSERT(buf != NULL);
2009         ASSERT(arc_buf_lsize(buf) == db->db.db_size);
2010         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
2011
2012         arc_return_buf(buf, db);
2013         ASSERT(arc_released(buf));
2014
2015         mutex_enter(&db->db_mtx);
2016
2017         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
2018                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
2019
2020         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
2021
2022         if (db->db_state == DB_CACHED &&
2023             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
2024                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2025                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
2026                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
2027                 arc_buf_destroy(buf, db);
2028                 xuio_stat_wbuf_copied();
2029                 return;
2030         }
2031
2032         xuio_stat_wbuf_nocopy();
2033         if (db->db_state == DB_CACHED) {
2034                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
2035
2036                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
2037                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
2038                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
2039                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
2040                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
2041                                     DR_OVERRIDDEN);
2042                                 arc_release(db->db_buf, db);
2043                         }
2044                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
2045                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2046                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
2047                         arc_release(db->db_buf, db);
2048                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2049                 }
2050                 db->db_buf = NULL;
2051         }
2052         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2053         dbuf_set_data(db, buf);
2054         db->db_state = DB_FILL;
2055         mutex_exit(&db->db_mtx);
2056         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2057         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
2058 }
2059
2060 void
2061 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
2062 {
2063         dnode_t *dn;
2064         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2065         dmu_buf_impl_t *dndb;
2066
2067         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2068         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2069
2070         if (db->db_buf != NULL) {
2071                 arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2072                 db->db_buf = NULL;
2073         }
2074
2075         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2076                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
2077                 zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
2078                 arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2079                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2080         }
2081
2082         dbuf_clear_data(db);
2083
2084         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2085                 multilist_remove(&dbuf_cache, db);
2086                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2087                     db->db.db_size, db);
2088         }
2089
2090         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2091         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2092
2093         db->db_state = DB_EVICTING;
2094         db->db_blkptr = NULL;
2095
2096         /*
2097          * Now that db_state is DB_EVICTING, nobody else can find this via
2098          * the hash table.  We can now drop db_mtx, which allows us to
2099          * acquire the dn_dbufs_mtx.
2100          */
2101         mutex_exit(&db->db_mtx);
2102
2103         DB_DNODE_ENTER(db);
2104         dn = DB_DNODE(db);
2105         dndb = dn->dn_dbuf;
2106         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2107                 boolean_t needlock = !MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx);
2108                 if (needlock)
2109                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2110                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
2111                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2112                 membar_producer();
2113                 DB_DNODE_EXIT(db);
2114                 if (needlock)
2115                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2116                 /*
2117                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
2118                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
2119                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
2120                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
2121                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
2122                  * release any lock.
2123                  */
2124                 dnode_rele(dn, db);
2125                 db->db_dnode_handle = NULL;
2126
2127                 dbuf_hash_remove(db);
2128         } else {
2129                 DB_DNODE_EXIT(db);
2130         }
2131
2132         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2133
2134         db->db_parent = NULL;
2135
2136         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2137         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2138         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2139         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2140         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2141         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
2142
2143         kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2144         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2145
2146         /*
2147          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
2148          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
2149          */
2150         if (parent && parent != dndb)
2151                 dbuf_rele(parent, db);
2152 }
2153
2154 /*
2155  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
2156  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
2157  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
2158  * object.
2159  */
2160 static int
2161 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
2162     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
2163 {
2164         *parentp = NULL;
2165         *bpp = NULL;
2166
2167         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2168
2169         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2170                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2171                 if (dn->dn_have_spill &&
2172                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
2173                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
2174                 else
2175                         *bpp = NULL;
2176                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2177                 *parentp = dn->dn_dbuf;
2178                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2179                 return (0);
2180         }
2181
2182         int nlevels =
2183             (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) ? 1 : dn->dn_phys->dn_nlevels;
2184         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2185
2186         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
2187         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2188         /*
2189          * This assertion shouldn't trip as long as the max indirect block size
2190          * is less than 1M.  The reason for this is that up to that point,
2191          * the number of levels required to address an entire object with blocks
2192          * of size SPA_MINBLOCKSIZE satisfies nlevels * epbs + 1 <= 64.  In
2193          * other words, if N * epbs + 1 > 64, then if (N-1) * epbs + 1 > 55
2194          * (i.e. we can address the entire object), objects will all use at most
2195          * N-1 levels and the assertion won't overflow.  However, once epbs is
2196          * 13, 4 * 13 + 1 = 53, but 5 * 13 + 1 = 66.  Then, 4 levels will not be
2197          * enough to address an entire object, so objects will have 5 levels,
2198          * but then this assertion will overflow.
2199          *
2200          * All this is to say that if we ever increase DN_MAX_INDBLKSHIFT, we
2201          * need to redo this logic to handle overflows.
2202          */
2203         ASSERT(level >= nlevels ||
2204             ((nlevels - level - 1) * epbs) +
2205             highbit64(dn->dn_phys->dn_nblkptr) <= 64);
2206         if (level >= nlevels ||
2207             blkid >= ((uint64_t)dn->dn_phys->dn_nblkptr <<
2208             ((nlevels - level - 1) * epbs)) ||
2209             (fail_sparse &&
2210             blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
2211                 /* the buffer has no parent yet */
2212                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2213         } else if (level < nlevels-1) {
2214                 /* this block is referenced from an indirect block */
2215                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
2216                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
2217                 if (err)
2218                         return (err);
2219                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
2220                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
2221                 if (err) {
2222                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
2223                         *parentp = NULL;
2224                         return (err);
2225                 }
2226                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
2227                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2228                 if (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))
2229                         ASSERT(BP_IS_HOLE(*bpp));
2230                 return (0);
2231         } else {
2232                 /* the block is referenced from the dnode */
2233                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
2234                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
2235                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2236                 if (dn->dn_dbuf) {
2237                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2238                         *parentp = dn->dn_dbuf;
2239                 }
2240                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
2241                 return (0);
2242         }
2243 }
2244
2245 static dmu_buf_impl_t *
2246 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2247     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
2248 {
2249         objset_t *os = dn->dn_objset;
2250         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
2251
2252         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2253         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
2254
2255         db = kmem_cache_alloc(dbuf_kmem_cache, KM_SLEEP);
2256
2257         db->db_objset = os;
2258         db->db.db_object = dn->dn_object;
2259         db->db_level = level;
2260         db->db_blkid = blkid;
2261         db->db_last_dirty = NULL;
2262         db->db_dirtycnt = 0;
2263         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
2264         db->db_parent = parent;
2265         db->db_blkptr = blkptr;
2266
2267         db->db_user = NULL;
2268         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
2269         db->db_freed_in_flight = FALSE;
2270         db->db_pending_evict = FALSE;
2271
2272         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2273                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
2274                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
2275                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
2276                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
2277                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
2278                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2279                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
2280                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2281                 return (db);
2282         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2283                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
2284                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
2285                 db->db.db_offset = 0;
2286         } else {
2287                 int blocksize =
2288                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
2289                 db->db.db_size = blocksize;
2290                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
2291         }
2292
2293         /*
2294          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
2295          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
2296          * This prevents a possible deadlock with someone
2297          * trying to look up this dbuf before its added to the
2298          * dn_dbufs list.
2299          */
2300         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2301         db->db_state = DB_EVICTING;
2302         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
2303                 /* someone else inserted it first */
2304                 kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2305                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2306                 return (odb);
2307         }
2308         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
2309
2310         db->db_state = DB_UNCACHED;
2311         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2312         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2313
2314         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
2315                 dbuf_add_ref(parent, db);
2316
2317         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2318             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
2319         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
2320         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
2321
2322         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
2323
2324         return (db);
2325 }
2326
2327 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2328         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2329         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2330         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2331         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2332         dnode_t *dpa_dnode; /* The dnode associated with the prefetch */
2333         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2334         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2335         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2336 } dbuf_prefetch_arg_t;
2337
2338 /*
2339  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2340  */
2341 static void
2342 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2343 {
2344         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2345                 return;
2346
2347         arc_flags_t aflags =
2348             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2349
2350         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2351         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2352         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2353         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2354             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2355             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2356 }
2357
2358 /*
2359  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2360  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2361  * prefetch if the next block down is our target.
2362  */
2363 static void
2364 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2365 {
2366         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2367
2368         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2369         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2370
2371         /*
2372          * The dpa_dnode is only valid if we are called with a NULL
2373          * zio. This indicates that the arc_read() returned without
2374          * first calling zio_read() to issue a physical read. Once
2375          * a physical read is made the dpa_dnode must be invalidated
2376          * as the locks guarding it may have been dropped. If the
2377          * dpa_dnode is still valid, then we want to add it to the dbuf
2378          * cache. To do so, we must hold the dbuf associated with the block
2379          * we just prefetched, read its contents so that we associate it
2380          * with an arc_buf_t, and then release it.
2381          */
2382         if (zio != NULL) {
2383                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2384                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW) {
2385                         ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2386                 } else {
2387                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2388                 }
2389                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2390
2391                 dpa->dpa_dnode = NULL;
2392         } else if (dpa->dpa_dnode != NULL) {
2393                 uint64_t curblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2394                     (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel -
2395                     dpa->dpa_zb.zb_level));
2396                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dpa->dpa_dnode,
2397                     dpa->dpa_curlevel, curblkid, FTAG);
2398                 (void) dbuf_read(db, NULL,
2399                     DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_HAVESTRUCT);
2400                 dbuf_rele(db, FTAG);
2401         }
2402
2403         dpa->dpa_curlevel--;
2404
2405         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2406             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2407         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2408             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2409         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2410                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2411         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2412                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2413                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2414                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2415         } else {
2416                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2417                 zbookmark_phys_t zb;
2418
2419                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2420
2421                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2422                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2423
2424                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2425                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2426                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2427                     &iter_aflags, &zb);
2428         }
2429
2430         arc_buf_destroy(abuf, private);
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2435  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2436  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2437  * complete.
2438  */
2439 void
2440 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2441     arc_flags_t aflags)
2442 {
2443         blkptr_t bp;
2444         int epbs, nlevels, curlevel;
2445         uint64_t curblkid;
2446
2447         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2448         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2449
2450         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2451                 return;
2452
2453         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2454                 return;
2455
2456         /*
2457          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2458          * prefetch.
2459          */
2460         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2461         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2462                 return;
2463
2464         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2465         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2466                 return;
2467
2468         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2469             level, blkid);
2470         if (db != NULL) {
2471                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2472                 /*
2473                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2474                  * (we assume) about to be read or filled.
2475                  */
2476                 return;
2477         }
2478
2479         /*
2480          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2481          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2482          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2483          */
2484         curlevel = level;
2485         curblkid = blkid;
2486         while (curlevel < nlevels - 1) {
2487                 int parent_level = curlevel + 1;
2488                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2489                 dmu_buf_impl_t *db;
2490
2491                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2492                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2493                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2494                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2495                         dbuf_rele(db, FTAG);
2496                         break;
2497                 }
2498
2499                 curlevel = parent_level;
2500                 curblkid = parent_blkid;
2501         }
2502
2503         if (curlevel == nlevels - 1) {
2504                 /* No cached indirect blocks found. */
2505                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2506                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2507         }
2508         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2509                 return;
2510
2511         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2512
2513         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2514             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2515
2516         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2517         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2518         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2519             dn->dn_object, level, blkid);
2520         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2521         dpa->dpa_prio = prio;
2522         dpa->dpa_aflags = aflags;
2523         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2524         dpa->dpa_dnode = dn;
2525         dpa->dpa_epbs = epbs;
2526         dpa->dpa_zio = pio;
2527
2528         /*
2529          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2530          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2531          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2532          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2533          * doing.
2534          */
2535         if (curlevel == level) {
2536                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2537                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2538                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2539         } else {
2540                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2541                 zbookmark_phys_t zb;
2542
2543                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2544                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2545                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2546                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2547                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2548                     &iter_aflags, &zb);
2549         }
2550         /*
2551          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2552          * dpa may have already been freed.
2553          */
2554         zio_nowait(pio);
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2559  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2560  */
2561 int
2562 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2563     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2564     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2565 {
2566         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2567
2568         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2569         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2570         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2571
2572         *dbp = NULL;
2573 top:
2574         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2575         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2576
2577         if (db == NULL) {
2578                 blkptr_t *bp = NULL;
2579                 int err;
2580
2581                 if (fail_uncached)
2582                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2583
2584                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2585                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2586                 if (fail_sparse) {
2587                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2588                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2589                         if (err) {
2590                                 if (parent)
2591                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2592                                 return (err);
2593                         }
2594                 }
2595                 if (err && err != ENOENT)
2596                         return (err);
2597                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2598         }
2599
2600         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2601                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2602                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2603         }
2604
2605         if (db->db_buf != NULL)
2606                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2607
2608         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2609
2610         /*
2611          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2612          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2613          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2614          */
2615         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2616             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2617             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2618                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2619
2620                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2621                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2622
2623                         dbuf_set_data(db,
2624                             arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type,
2625                             db->db.db_size));
2626                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2627                             db->db.db_size);
2628                 }
2629         }
2630
2631         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2632                 ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2633                 multilist_remove(&dbuf_cache, db);
2634                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2635                     db->db.db_size, db);
2636         }
2637         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2638         DBUF_VERIFY(db);
2639         mutex_exit(&db->db_mtx);
2640
2641         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2642         if (parent)
2643                 dbuf_rele(parent, NULL);
2644
2645         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2646         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2647         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2648         *dbp = db;
2649
2650         return (0);
2651 }
2652
2653 dmu_buf_impl_t *
2654 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2655 {
2656         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2657 }
2658
2659 dmu_buf_impl_t *
2660 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2661 {
2662         dmu_buf_impl_t *db;
2663         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2664         return (err ? NULL : db);
2665 }
2666
2667 void
2668 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2669 {
2670         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2671
2672         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2673         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2674 }
2675
2676 int
2677 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2678 {
2679         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2680         dnode_t *dn;
2681
2682         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2683                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2684         if (blksz == 0)
2685                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2686         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2687         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2688
2689         DB_DNODE_ENTER(db);
2690         dn = DB_DNODE(db);
2691         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2692         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2693         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2694         DB_DNODE_EXIT(db);
2695
2696         return (0);
2697 }
2698
2699 void
2700 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2701 {
2702         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2703 }
2704
2705 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2706 void
2707 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2708 {
2709         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2710         ASSERT3S(holds, >, 1);
2711 }
2712
2713 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2714 boolean_t
2715 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2716     void *tag)
2717 {
2718         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2719         dmu_buf_impl_t *found_db;
2720         boolean_t result = B_FALSE;
2721
2722         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2723                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2724         else
2725                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2726
2727         if (found_db != NULL) {
2728                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2729                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2730                         result = B_TRUE;
2731                 }
2732                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2733         }
2734         return (result);
2735 }
2736
2737 /*
2738  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2739  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2740  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2741  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2742  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2743  */
2744 void
2745 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2746 {
2747         mutex_enter(&db->db_mtx);
2748         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2749 }
2750
2751 void
2752 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2753 {
2754         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2755 }
2756
2757 /*
2758  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2759  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2760  */
2761 void
2762 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2763 {
2764         int64_t holds;
2765
2766         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2767         DBUF_VERIFY(db);
2768
2769         /*
2770          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2771          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2772          * buffer has a corresponding dnode hold.
2773          */
2774         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2775         ASSERT(holds >= 0);
2776
2777         /*
2778          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2779          * may be modified in the current syncing context.
2780          */
2781         if (db->db_buf != NULL &&
2782             holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0)) {
2783                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2784         }
2785
2786         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2787             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
2788                 dbuf_evict_user(db);
2789
2790         if (holds == 0) {
2791                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2792                         dnode_t *dn;
2793                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
2794
2795                         /*
2796                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2797                          * barrier until the move completes.
2798                          */
2799                         DB_DNODE_ENTER(db);
2800
2801                         dn = DB_DNODE(db);
2802                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2803
2804                         /*
2805                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2806                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2807                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2808                          * the dnode_rele() below.
2809                          */
2810                         DB_DNODE_EXIT(db);
2811
2812                         /*
2813                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2814                          * Another thread may evict it.
2815                          */
2816                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2817
2818                         if (evict_dbuf)
2819                                 dnode_evict_bonus(dn);
2820
2821                         dnode_rele(dn, db);
2822                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2823                         /*
2824                          * This is a special case: we never associated this
2825                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2826                          */
2827                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2828                             db->db_state == DB_NOFILL);
2829                         dbuf_destroy(db);
2830                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2831                         /*
2832                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2833                          */
2834                         dbuf_destroy(db);
2835                 } else {
2836                         boolean_t do_arc_evict = B_FALSE;
2837                         blkptr_t bp;
2838                         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
2839
2840                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) &&
2841                             db->db_blkptr != NULL &&
2842                             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2843                             !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2844                                 do_arc_evict = B_TRUE;
2845                                 bp = *db->db_blkptr;
2846                         }
2847
2848                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
2849                             db->db_pending_evict) {
2850                                 dbuf_destroy(db);
2851                         } else if (!multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2852                                 multilist_insert(&dbuf_cache, db);
2853                                 (void) refcount_add_many(&dbuf_cache_size,
2854                                     db->db.db_size, db);
2855                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2856
2857                                 dbuf_evict_notify();
2858                         }
2859
2860                         if (do_arc_evict)
2861                                 arc_freed(spa, &bp);
2862                 }
2863         } else {
2864                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2865         }
2866
2867 }
2868
2869 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2870 uint64_t
2871 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2872 {
2873         return (refcount_count(&db->db_holds));
2874 }
2875
2876 void *
2877 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2878     dmu_buf_user_t *new_user)
2879 {
2880         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2881
2882         mutex_enter(&db->db_mtx);
2883         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2884         if (db->db_user == old_user)
2885                 db->db_user = new_user;
2886         else
2887                 old_user = db->db_user;
2888         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2889         mutex_exit(&db->db_mtx);
2890
2891         return (old_user);
2892 }
2893
2894 void *
2895 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2896 {
2897         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2898 }
2899
2900 void *
2901 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2902 {
2903         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2904
2905         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
2906         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2907 }
2908
2909 void *
2910 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2911 {
2912         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2913 }
2914
2915 void *
2916 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2917 {
2918         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2919
2920         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2921         return (db->db_user);
2922 }
2923
2924 void
2925 dmu_buf_user_evict_wait()
2926 {
2927         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2928 }
2929
2930 boolean_t
2931 dmu_buf_freeable(dmu_buf_t *dbuf)
2932 {
2933         boolean_t res = B_FALSE;
2934         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2935
2936         if (db->db_blkptr)
2937                 res = dsl_dataset_block_freeable(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2938                     db->db_blkptr, db->db_blkptr->blk_birth);
2939
2940         return (res);
2941 }
2942
2943 blkptr_t *
2944 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2945 {
2946         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2947         return (dbi->db_blkptr);
2948 }
2949
2950 objset_t *
2951 dmu_buf_get_objset(dmu_buf_t *db)
2952 {
2953         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2954         return (dbi->db_objset);
2955 }
2956
2957 dnode_t *
2958 dmu_buf_dnode_enter(dmu_buf_t *db)
2959 {
2960         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2961         DB_DNODE_ENTER(dbi);
2962         return (DB_DNODE(dbi));
2963 }
2964
2965 void
2966 dmu_buf_dnode_exit(dmu_buf_t *db)
2967 {
2968         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2969         DB_DNODE_EXIT(dbi);
2970 }
2971
2972 static void
2973 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2974 {
2975         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2976         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2977
2978         if (db->db_blkptr != NULL)
2979                 return;
2980
2981         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2982                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2983                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2984                 return;
2985         }
2986         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2987                 /*
2988                  * This buffer was allocated at a time when there was
2989                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2990                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2991                  */
2992                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2993                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2994                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2995                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2996                 DBUF_VERIFY(db);
2997         } else {
2998                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2999                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3000
3001                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
3002                 if (parent == NULL) {
3003                         mutex_exit(&db->db_mtx);
3004                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
3005                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
3006                             db->db_blkid >> epbs, db);
3007                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3008                         mutex_enter(&db->db_mtx);
3009                         db->db_parent = parent;
3010                 }
3011                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
3012                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
3013                 DBUF_VERIFY(db);
3014         }
3015 }
3016
3017 static void
3018 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
3019 {
3020         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3021         dnode_t *dn;
3022         zio_t *zio;
3023
3024         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3025
3026         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3027
3028         mutex_enter(&db->db_mtx);
3029
3030         ASSERT(db->db_level > 0);
3031         DBUF_VERIFY(db);
3032
3033         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
3034         if (db->db_buf == NULL) {
3035                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3036                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
3037                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3038         }
3039         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
3040         ASSERT(db->db_buf != NULL);
3041
3042         DB_DNODE_ENTER(db);
3043         dn = DB_DNODE(db);
3044         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
3045         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3046         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3047         DB_DNODE_EXIT(db);
3048
3049         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
3050         db->db_data_pending = dr;
3051
3052         mutex_exit(&db->db_mtx);
3053         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
3054
3055         zio = dr->dr_zio;
3056         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
3057         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
3058         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3059         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
3060         zio_nowait(zio);
3061 }
3062
3063 static void
3064 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
3065 {
3066         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
3067         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3068         dnode_t *dn;
3069         objset_t *os;
3070         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3071
3072         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3073
3074         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3075
3076         mutex_enter(&db->db_mtx);
3077         /*
3078          * To be synced, we must be dirtied.  But we
3079          * might have been freed after the dirty.
3080          */
3081         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
3082                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
3083                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
3084         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
3085                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
3086                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
3087         } else {
3088                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
3089         }
3090         DBUF_VERIFY(db);
3091
3092         DB_DNODE_ENTER(db);
3093         dn = DB_DNODE(db);
3094
3095         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3096                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3097                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
3098                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3099         }
3100
3101         /*
3102          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
3103          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
3104          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
3105          * be called).
3106          */
3107         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3108                 dbuf_dirty_record_t **drp;
3109
3110                 ASSERT(*datap != NULL);
3111                 ASSERT0(db->db_level);
3112                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
3113                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
3114                 DB_DNODE_EXIT(db);
3115
3116                 if (*datap != db->db.db_data) {
3117                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
3118                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
3119                 }
3120                 db->db_data_pending = NULL;
3121                 drp = &db->db_last_dirty;
3122                 while (*drp != dr)
3123                         drp = &(*drp)->dr_next;
3124                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3125                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3126                 *drp = dr->dr_next;
3127                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
3128                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3129                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3130                 }
3131                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3132                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3133                 db->db_dirtycnt -= 1;
3134                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
3135                 return;
3136         }
3137
3138         os = dn->dn_objset;
3139
3140         /*
3141          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
3142          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
3143          * don't check the dr_override_state until we have returned from
3144          * dbuf_check_blkptr.
3145          */
3146         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3147
3148         /*
3149          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
3150          * wait for the synchronous IO to complete.
3151          */
3152         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
3153                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
3154                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
3155                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
3156         }
3157
3158         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
3159             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
3160             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
3161             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
3162             *datap == db->db_buf) {
3163                 /*
3164                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
3165                  * are active holds and db_data still references it),
3166                  * then make a copy before we start the write so that
3167                  * any modifications from the open txg will not leak
3168                  * into this write.
3169                  *
3170                  * NOTE: this copy does not need to be made for
3171                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
3172                  * DNONE_DNODE blocks).
3173                  */
3174                 int psize = arc_buf_size(*datap);
3175                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
3176                 enum zio_compress compress_type = arc_get_compression(*datap);
3177
3178                 if (compress_type == ZIO_COMPRESS_OFF) {
3179                         *datap = arc_alloc_buf(os->os_spa, db, type, psize);
3180                 } else {
3181                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
3182                         int lsize = arc_buf_lsize(*datap);
3183                         *datap = arc_alloc_compressed_buf(os->os_spa, db,
3184                             psize, lsize, compress_type);
3185                 }
3186                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, psize);
3187         }
3188         db->db_data_pending = dr;
3189
3190         mutex_exit(&db->db_mtx);
3191
3192         dbuf_write(dr, *datap, tx);
3193
3194         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3195         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3196                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
3197                 DB_DNODE_EXIT(db);
3198         } else {
3199                 /*
3200                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
3201                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
3202                  * that the IO could actually be completed before the nowait
3203                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
3204                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
3205                  */
3206                 DB_DNODE_EXIT(db);
3207                 zio_nowait(dr->dr_zio);
3208         }
3209 }
3210
3211 void
3212 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
3213 {
3214         dbuf_dirty_record_t *dr;
3215
3216         while (dr = list_head(list)) {
3217                 if (dr->dr_zio != NULL) {
3218                         /*
3219                          * If we find an already initialized zio then we
3220                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
3221                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
3222                          * during processing, so that we can zio_wait()
3223                          * these IOs after initiating all child IOs.
3224                          */
3225                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
3226                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
3227                         break;
3228                 }
3229                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
3230                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
3231                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
3232                 }
3233                 list_remove(list, dr);
3234                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
3235                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
3236                 else
3237                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
3238         }
3239 }
3240
3241 /* ARGSUSED */
3242 static void
3243 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3244 {
3245         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3246         dnode_t *dn;
3247         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3248         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3249         spa_t *spa = zio->io_spa;
3250         int64_t delta;
3251         uint64_t fill = 0;
3252         int i;
3253
3254         ASSERT3P(db->db_blkptr, !=, NULL);
3255         ASSERT3P(&db->db_data_pending->dr_bp_copy, ==, bp);
3256
3257         DB_DNODE_ENTER(db);
3258         dn = DB_DNODE(db);
3259         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
3260         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
3261         zio->io_prev_space_delta = delta;
3262
3263         if (bp->blk_birth != 0) {
3264                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
3265                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
3266                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
3267                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
3268                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
3269                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
3270         }
3271
3272         mutex_enter(&db->db_mtx);
3273
3274 #ifdef ZFS_DEBUG
3275         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3276                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3277                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(bp)) &&
3278                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3279         }
3280 #endif
3281
3282         if (db->db_level == 0) {
3283                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3284                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
3285                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3286                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
3287                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3288
3289                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3290                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
3291                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
3292                             i--, dnp++) {
3293                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
3294                                         fill++;
3295                         }
3296                 } else {
3297                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
3298                                 fill = 0;
3299                         } else {
3300                                 fill = 1;
3301                         }
3302                 }
3303         } else {
3304                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
3305                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3306                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
3307                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
3308                                 continue;
3309                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
3310                 }
3311         }
3312         DB_DNODE_EXIT(db);
3313
3314         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
3315                 bp->blk_fill = fill;
3316
3317         mutex_exit(&db->db_mtx);
3318
3319         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3320         *db->db_blkptr = *bp;
3321         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3322 }
3323
3324 /* ARGSUSED */
3325 /*
3326  * This function gets called just prior to running through the compression
3327  * stage of the zio pipeline. If we're an indirect block comprised of only
3328  * holes, then we want this indirect to be compressed away to a hole. In
3329  * order to do that we must zero out any information about the holes that
3330  * this indirect points to prior to before we try to compress it.
3331  */
3332 static void
3333 dbuf_write_children_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3334 {
3335         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3336         dnode_t *dn;
3337         blkptr_t *bp;
3338         unsigned int epbs, i;
3339
3340         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
3341         DB_DNODE_ENTER(db);
3342         dn = DB_DNODE(db);
3343         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3344         ASSERT3U(epbs, <, 31);
3345
3346         /* Determine if all our children are holes */
3347         for (i = 0, bp = db->db.db_data; i < 1 << epbs; i++, bp++) {
3348                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
3349                         break;
3350         }
3351
3352         /*
3353          * If all the children are holes, then zero them all out so that
3354          * we may get compressed away.
3355          */
3356         if (i == 1 << epbs) {
3357                 /*
3358                  * We only found holes. Grab the rwlock to prevent
3359                  * anybody from reading the blocks we're about to
3360                  * zero out.
3361                  */
3362                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3363                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
3364                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3365         }
3366         DB_DNODE_EXIT(db);
3367 }
3368
3369 /*
3370  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
3371  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
3372  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
3373  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
3374  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
3375  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
3376  * i/os complete.
3377  */
3378 /* ARGSUSED */
3379 static void
3380 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
3381 {
3382         dmu_buf_impl_t *db = arg;
3383         objset_t *os = db->db_objset;
3384         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
3385         dbuf_dirty_record_t *dr;
3386         int delta = 0;
3387
3388         dr = db->db_data_pending;
3389         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
3390
3391         /*
3392          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
3393          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
3394          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
3395          * dsl_pool_undirty_space().
3396          */
3397         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
3398         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
3399 }
3400
3401 /* ARGSUSED */
3402 static void
3403 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3404 {
3405         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3406         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3407         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3408         objset_t *os = db->db_objset;
3409         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3410         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3411
3412         ASSERT0(zio->io_error);
3413         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3414
3415         /*
3416          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3417          * original and bypass all the accounting.
3418          */
3419         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3420                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3421         } else {
3422                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3423                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3424                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3425         }
3426
3427         mutex_enter(&db->db_mtx);
3428
3429         DBUF_VERIFY(db);
3430
3431         drp = &db->db_last_dirty;
3432         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3433                 drp = &dr->dr_next;
3434         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3435         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3436         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3437         *drp = dr->dr_next;
3438
3439 #ifdef ZFS_DEBUG
3440         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3441                 dnode_t *dn;
3442
3443                 DB_DNODE_ENTER(db);
3444                 dn = DB_DNODE(db);
3445                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3446                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3447                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3448                 DB_DNODE_EXIT(db);
3449         }
3450 #endif
3451
3452         if (db->db_level == 0) {
3453                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3454                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3455                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3456                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3457                                 arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
3458                 }
3459         } else {
3460                 dnode_t *dn;
3461
3462                 DB_DNODE_ENTER(db);
3463                 dn = DB_DNODE(db);
3464                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3465                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3466                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3467                         int epbs =
3468                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3469                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3470                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3471                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3472                             db->db.db_size);
3473                 }
3474                 DB_DNODE_EXIT(db);
3475                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3476                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3477         }
3478         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3479
3480         cv_broadcast(&db->db_changed);
3481         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3482         db->db_dirtycnt -= 1;
3483         db->db_data_pending = NULL;
3484         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3485 }
3486
3487 static void
3488 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3489 {
3490         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3491 }
3492
3493 static void
3494 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3495 {
3496         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3497 }
3498
3499 static void
3500 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3501 {
3502         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3503         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3504
3505         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3506 }
3507
3508 static void
3509 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3510 {
3511         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3512         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3513         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3514
3515         mutex_enter(&db->db_mtx);
3516         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3517                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3518                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3519                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3520         }
3521         mutex_exit(&db->db_mtx);
3522
3523         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3524 }
3525
3526 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3527 static void
3528 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3529 {
3530         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3531         dnode_t *dn;
3532         objset_t *os;
3533         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3534         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3535         zbookmark_phys_t zb;
3536         zio_prop_t zp;
3537         zio_t *zio;
3538         int wp_flag = 0;
3539
3540         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3541
3542         DB_DNODE_ENTER(db);
3543         dn = DB_DNODE(db);
3544         os = dn->dn_objset;
3545
3546         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3547                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3548                         /*
3549                          * Private object buffers are released here rather
3550                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3551                          * in the syncing context and we don't want the
3552                          * overhead of making multiple copies of the data.
3553                          */
3554                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3555                                 arc_buf_thaw(data);
3556                         } else {
3557                                 dbuf_release_bp(db);
3558                         }
3559                 }
3560         }
3561
3562         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3563                 /* Our parent is an indirect block. */
3564                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3565                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3566                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3567                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3568                 /*
3569                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3570                  * our block pointer, so the parent must be released.
3571                  */
3572                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3573                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3574         } else {
3575                 /* Our parent is the dnode itself. */
3576                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3577                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3578                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3579                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3580                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3581                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3582                 zio = dn->dn_zio;
3583         }
3584
3585         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3586         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3587         ASSERT(zio);
3588
3589         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3590             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3591             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3592
3593         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3594                 wp_flag = WP_SPILL;
3595         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3596
3597         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag,
3598             (data != NULL && arc_get_compression(data) != ZIO_COMPRESS_OFF) ?
3599             arc_get_compression(data) : ZIO_COMPRESS_INHERIT, &zp);
3600         DB_DNODE_EXIT(db);
3601
3602         /*
3603          * We copy the blkptr now (rather than when we instantiate the dirty
3604          * record), because its value can change between open context and
3605          * syncing context. We do not need to hold dn_struct_rwlock to read
3606          * db_blkptr because we are in syncing context.
3607          */
3608         dr->dr_bp_copy = *db->db_blkptr;
3609
3610         if (db->db_level == 0 &&
3611             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3612                 /*
3613                  * The BP for this block has been provided by open context
3614                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3615                  */
3616                 void *contents = (data != NULL) ? data->b_data : NULL;
3617
3618                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg, &dr->dr_bp_copy,
3619                     contents, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
3620                     dbuf_write_override_ready, NULL, NULL,
3621                     dbuf_write_override_done,
3622                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3623                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3624                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3625                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3626                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3627                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3628         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3629                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3630                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3631                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3632                     &dr->dr_bp_copy, NULL, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
3633                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, NULL,
3634                     dbuf_write_nofill_done, db,
3635                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3636                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3637         } else {
3638                 ASSERT(arc_released(data));
3639
3640                 /*
3641                  * For indirect blocks, we want to setup the children
3642                  * ready callback so that we can properly handle an indirect
3643                  * block that only contains holes.
3644                  */
3645                 arc_done_func_t *children_ready_cb = NULL;
3646                 if (db->db_level != 0)
3647                         children_ready_cb = dbuf_write_children_ready;
3648
3649                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3650                     &dr->dr_bp_copy, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3651                     &zp, dbuf_write_ready, children_ready_cb,
3652                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3653                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3654         }
3655 }