]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFV r289296: 6288 dmu_buf_will_dirty could be faster
[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, 2015 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  */
29
30 #include <sys/zfs_context.h>
31 #include <sys/dmu.h>
32 #include <sys/dmu_send.h>
33 #include <sys/dmu_impl.h>
34 #include <sys/dbuf.h>
35 #include <sys/dmu_objset.h>
36 #include <sys/dsl_dataset.h>
37 #include <sys/dsl_dir.h>
38 #include <sys/dmu_tx.h>
39 #include <sys/spa.h>
40 #include <sys/zio.h>
41 #include <sys/dmu_zfetch.h>
42 #include <sys/sa.h>
43 #include <sys/sa_impl.h>
44 #include <sys/zfeature.h>
45 #include <sys/blkptr.h>
46 #include <sys/range_tree.h>
47
48 /*
49  * Number of times that zfs_free_range() took the slow path while doing
50  * a zfs receive.  A nonzero value indicates a potential performance problem.
51  */
52 uint64_t zfs_free_range_recv_miss;
53
54 static void dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db);
55 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
56 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
57
58 #ifndef __lint
59 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
60     dmu_buf_evict_func_t *evict_func, dmu_buf_t **clear_on_evict_dbufp);
61 #endif /* ! __lint */
62
63 /*
64  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
65  */
66 static kmem_cache_t *dbuf_cache;
67 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
68
69 /* ARGSUSED */
70 static int
71 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
72 {
73         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
74         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
75
76         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
77         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
78         refcount_create(&db->db_holds);
79
80         return (0);
81 }
82
83 /* ARGSUSED */
84 static void
85 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
86 {
87         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
88         mutex_destroy(&db->db_mtx);
89         cv_destroy(&db->db_changed);
90         refcount_destroy(&db->db_holds);
91 }
92
93 /*
94  * dbuf hash table routines
95  */
96 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
97
98 static uint64_t dbuf_hash_count;
99
100 static uint64_t
101 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
102 {
103         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
104         uint64_t crc = -1ULL;
105
106         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
107         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
108         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
109         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
110         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
111         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
112         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
113
114         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
115
116         return (crc);
117 }
118
119 #define DBUF_HASH(os, obj, level, blkid) dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
120
121 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
122         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
123         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
124         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
125         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
126
127 dmu_buf_impl_t *
128 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
129 {
130         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
131         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
132         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
133         dmu_buf_impl_t *db;
134
135         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
136         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
137                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
138                         mutex_enter(&db->db_mtx);
139                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
140                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
141                                 return (db);
142                         }
143                         mutex_exit(&db->db_mtx);
144                 }
145         }
146         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
147         return (NULL);
148 }
149
150 static dmu_buf_impl_t *
151 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
152 {
153         dnode_t *dn;
154         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
155
156         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
157                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
158                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
159                         db = dn->dn_bonus;
160                         mutex_enter(&db->db_mtx);
161                 }
162                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
163                 dnode_rele(dn, FTAG);
164         }
165         return (db);
166 }
167
168 /*
169  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
170  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
171  * will be returned and the new element will not be inserted.
172  * Otherwise returns NULL.
173  */
174 static dmu_buf_impl_t *
175 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
176 {
177         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
178         objset_t *os = db->db_objset;
179         uint64_t obj = db->db.db_object;
180         int level = db->db_level;
181         uint64_t blkid = db->db_blkid;
182         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
183         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
184         dmu_buf_impl_t *dbf;
185
186         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
187         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
188                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
189                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
190                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
191                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
192                                 return (dbf);
193                         }
194                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
195                 }
196         }
197
198         mutex_enter(&db->db_mtx);
199         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
200         h->hash_table[idx] = db;
201         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
202         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
203
204         return (NULL);
205 }
206
207 /*
208  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
209  */
210 static void
211 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
212 {
213         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
214         uint64_t hv = DBUF_HASH(db->db_objset, db->db.db_object,
215             db->db_level, db->db_blkid);
216         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
217         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
218
219         /*
220          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
221          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
222          */
223         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
224         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
225         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
226
227         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
228         dbp = &h->hash_table[idx];
229         while ((dbf = *dbp) != db) {
230                 dbp = &dbf->db_hash_next;
231                 ASSERT(dbf != NULL);
232         }
233         *dbp = db->db_hash_next;
234         db->db_hash_next = NULL;
235         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
236         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
237 }
238
239 static arc_evict_func_t dbuf_do_evict;
240
241 typedef enum {
242         DBVU_EVICTING,
243         DBVU_NOT_EVICTING
244 } dbvu_verify_type_t;
245
246 static void
247 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
248 {
249 #ifdef ZFS_DEBUG
250         int64_t holds;
251
252         if (db->db_user == NULL)
253                 return;
254
255         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
256         ASSERT(db->db_level == 0);
257
258         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
259         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
260         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
261
262         holds = refcount_count(&db->db_holds);
263         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
264                 /*
265                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
266                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
267                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
268                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
269                  * during eviction even though db_mtx is held (see
270                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
271                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
272                  */
273                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
274         } else {
275                 if (db->db_immediate_evict == TRUE)
276                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
277                 else
278                         ASSERT3U(holds, >, 0);
279         }
280 #endif
281 }
282
283 static void
284 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
285 {
286         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
287
288         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
289
290         if (dbu == NULL)
291                 return;
292
293         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
294         db->db_user = NULL;
295
296 #ifdef ZFS_DEBUG
297         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
298                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
299 #endif
300
301         /*
302          * Invoke the callback from a taskq to avoid lock order reversals
303          * and limit stack depth.
304          */
305         taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func, dbu, 0,
306             &dbu->dbu_tqent);
307 }
308
309 boolean_t
310 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
311 {
312         if (db->db_level > 0) {
313                 return (B_TRUE);
314         } else {
315                 boolean_t is_metadata;
316
317                 DB_DNODE_ENTER(db);
318                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
319                 DB_DNODE_EXIT(db);
320
321                 return (is_metadata);
322         }
323 }
324
325 void
326 dbuf_evict(dmu_buf_impl_t *db)
327 {
328         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
329         ASSERT(db->db_buf == NULL);
330         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
331
332         dbuf_clear(db);
333         dbuf_destroy(db);
334 }
335
336 void
337 dbuf_init(void)
338 {
339         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
340         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
341         int i;
342
343         /*
344          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
345          * with an average 4K block size.  The table will take up
346          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
347          */
348         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
349                 hsize <<= 1;
350
351 retry:
352         h->hash_table_mask = hsize - 1;
353         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
354         if (h->hash_table == NULL) {
355                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
356                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
357                 hsize >>= 1;
358                 goto retry;
359         }
360
361         dbuf_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
362             sizeof (dmu_buf_impl_t),
363             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
364
365         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
366                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
367
368         /*
369          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
370          * configuration is not required.
371          */
372         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
373 }
374
375 void
376 dbuf_fini(void)
377 {
378         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
379         int i;
380
381         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
382                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
383         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
384         kmem_cache_destroy(dbuf_cache);
385         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
386 }
387
388 /*
389  * Other stuff.
390  */
391
392 #ifdef ZFS_DEBUG
393 static void
394 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
395 {
396         dnode_t *dn;
397         dbuf_dirty_record_t *dr;
398
399         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
400
401         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
402                 return;
403
404         ASSERT(db->db_objset != NULL);
405         DB_DNODE_ENTER(db);
406         dn = DB_DNODE(db);
407         if (dn == NULL) {
408                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
409                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
410         } else {
411                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
412                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
413                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
414                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
415                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
416                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
417         }
418         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
419                 ASSERT(dn != NULL);
420                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
421                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
422         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
423                 ASSERT(dn != NULL);
424                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
425                 ASSERT0(db->db.db_offset);
426         } else {
427                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
428         }
429
430         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
431                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
432
433         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
434                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
435
436         /*
437          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
438          * can be momentarily different when another thread is doing
439          * dnode_set_blksz().
440          */
441         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
442                 dr = db->db_data_pending;
443                 /*
444                  * It should only be modified in syncing context, so
445                  * make sure we only have one copy of the data.
446                  */
447                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
448         }
449
450         /* verify db->db_blkptr */
451         if (db->db_blkptr) {
452                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
453                         /* db is pointed to by the dnode */
454                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
455                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
456                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
457                         else
458                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
459                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
460                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
461                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
462                 } else {
463                         /* db is pointed to by an indirect block */
464                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
465                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
466                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
467                             db->db.db_object);
468                         /*
469                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
470                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
471                          * grows.  safe to do this now?
472                          */
473                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
474                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
475                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
476                                     db->db_blkid % epb));
477                         }
478                 }
479         }
480         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
481             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
482             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
483             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
484                 /*
485                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
486                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
487                  * data when we evict this buffer.
488                  */
489                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
490                         uint64_t *buf = db->db.db_data;
491                         int i;
492
493                         for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
494                                 ASSERT(buf[i] == 0);
495                         }
496                 }
497         }
498         DB_DNODE_EXIT(db);
499 }
500 #endif
501
502 static void
503 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
504 {
505         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
506         dbuf_evict_user(db);
507         db->db_buf = NULL;
508         db->db.db_data = NULL;
509         if (db->db_state != DB_NOFILL)
510                 db->db_state = DB_UNCACHED;
511 }
512
513 static void
514 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
515 {
516         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
517         ASSERT(buf != NULL);
518
519         db->db_buf = buf;
520         ASSERT(buf->b_data != NULL);
521         db->db.db_data = buf->b_data;
522         if (!arc_released(buf))
523                 arc_set_callback(buf, dbuf_do_evict, db);
524 }
525
526 /*
527  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
528  */
529 arc_buf_t *
530 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
531 {
532         arc_buf_t *abuf;
533
534         mutex_enter(&db->db_mtx);
535         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
536                 int blksz = db->db.db_size;
537                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
538
539                 mutex_exit(&db->db_mtx);
540                 abuf = arc_loan_buf(spa, blksz);
541                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
542         } else {
543                 abuf = db->db_buf;
544                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
545                 dbuf_clear_data(db);
546                 mutex_exit(&db->db_mtx);
547         }
548         return (abuf);
549 }
550
551 /*
552  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
553  * provided.
554  */
555 uint64_t
556 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
557 {
558         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
559                 /*
560                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
561                  * the number of level 0s in a level n block.
562                  *
563                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
564                  * offset / 2^datablkshift.
565                  *
566                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
567                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
568                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
569                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
570                  *
571                  * Thus, the level n blkid is: offset /
572                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
573                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
574                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
575                  * = offset >> (datablkshift + level *
576                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
577                  */
578                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
579                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
580         } else {
581                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
582                 return (0);
583         }
584 }
585
586 static void
587 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
588 {
589         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
590
591         mutex_enter(&db->db_mtx);
592         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
593         /*
594          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
595          */
596         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
597         ASSERT(db->db_buf == NULL);
598         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
599         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
600                 /* we were freed in flight; disregard any error */
601                 arc_release(buf, db);
602                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
603                 arc_buf_freeze(buf);
604                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
605                 dbuf_set_data(db, buf);
606                 db->db_state = DB_CACHED;
607         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
608                 dbuf_set_data(db, buf);
609                 db->db_state = DB_CACHED;
610         } else {
611                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
612                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
613                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
614                 db->db_state = DB_UNCACHED;
615         }
616         cv_broadcast(&db->db_changed);
617         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
618 }
619
620 static void
621 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
622 {
623         dnode_t *dn;
624         zbookmark_phys_t zb;
625         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
626
627         DB_DNODE_ENTER(db);
628         dn = DB_DNODE(db);
629         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
630         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
631         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
632         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
633         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
634         ASSERT(db->db_buf == NULL);
635
636         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
637                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
638
639                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
640                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
641                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
642                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
643                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
644                 if (bonuslen)
645                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
646                 DB_DNODE_EXIT(db);
647                 db->db_state = DB_CACHED;
648                 mutex_exit(&db->db_mtx);
649                 return;
650         }
651
652         /*
653          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
654          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
655          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
656          */
657         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
658             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
659             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
660                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
661
662                 DB_DNODE_EXIT(db);
663                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(db->db_objset->os_spa,
664                     db->db.db_size, db, type));
665                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
666                 db->db_state = DB_CACHED;
667                 mutex_exit(&db->db_mtx);
668                 return;
669         }
670
671         DB_DNODE_EXIT(db);
672
673         db->db_state = DB_READ;
674         mutex_exit(&db->db_mtx);
675
676         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
677                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
678         if (DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db))
679                 aflags |= ARC_FLAG_L2COMPRESS;
680
681         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
682             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
683             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
684
685         dbuf_add_ref(db, NULL);
686
687         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
688             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
689             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
690             &aflags, &zb);
691 }
692
693 int
694 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
695 {
696         int err = 0;
697         boolean_t havepzio = (zio != NULL);
698         boolean_t prefetch;
699         dnode_t *dn;
700
701         /*
702          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
703          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
704          */
705         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
706
707         if (db->db_state == DB_NOFILL)
708                 return (SET_ERROR(EIO));
709
710         DB_DNODE_ENTER(db);
711         dn = DB_DNODE(db);
712         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
713                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
714
715         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
716             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
717             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
718
719         mutex_enter(&db->db_mtx);
720         if (db->db_state == DB_CACHED) {
721                 mutex_exit(&db->db_mtx);
722                 if (prefetch)
723                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1);
724                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
725                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
726                 DB_DNODE_EXIT(db);
727         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
728                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
729
730                 if (zio == NULL)
731                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
732                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
733
734                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
735
736                 if (prefetch)
737                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1);
738
739                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
740                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
741                 DB_DNODE_EXIT(db);
742
743                 if (!havepzio)
744                         err = zio_wait(zio);
745         } else {
746                 /*
747                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
748                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
749                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
750                  * first reader's request will reach the read_done callback
751                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
752                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
753                  */
754                 mutex_exit(&db->db_mtx);
755                 if (prefetch)
756                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1);
757                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
758                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
759                 DB_DNODE_EXIT(db);
760
761                 /* Skip the wait per the caller's request. */
762                 mutex_enter(&db->db_mtx);
763                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
764                         while (db->db_state == DB_READ ||
765                             db->db_state == DB_FILL) {
766                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
767                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
768                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
769                                     db, zio_t *, zio);
770                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
771                         }
772                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
773                                 err = SET_ERROR(EIO);
774                 }
775                 mutex_exit(&db->db_mtx);
776         }
777
778         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
779         return (err);
780 }
781
782 static void
783 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
784 {
785         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
786         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
787         mutex_enter(&db->db_mtx);
788         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
789                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
790         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
791                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
792                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
793
794                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
795                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
796                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(spa, db->db.db_size, db, type));
797                 db->db_state = DB_FILL;
798         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
799                 dbuf_clear_data(db);
800         } else {
801                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
802         }
803         mutex_exit(&db->db_mtx);
804 }
805
806 /*
807  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of
808  * buffers, that have been modified in a previous transaction
809  * group, before we modify them in the current active group.
810  *
811  * This function is used in two places: when we are dirtying a
812  * buffer for the first time in a txg, and when we are freeing
813  * a range in a dnode that includes this buffer.
814  *
815  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do
816  * not put a hold on the buffer, we just traverse the active
817  * dbuf list for the dnode.
818  */
819 static void
820 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
821 {
822         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
823
824         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
825         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
826         ASSERT(db->db_level == 0);
827         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
828
829         if (dr == NULL ||
830             (dr->dt.dl.dr_data !=
831             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
832                 return;
833
834         /*
835          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
836          * and its referencing the dbuf data, either:
837          *      reset the reference to point to a new copy,
838          * or (if there a no active holders)
839          *      just null out the current db_data pointer.
840          */
841         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
842         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
843                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
844                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
845                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
846                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
847         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
848                 int size = db->db.db_size;
849                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
850                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
851
852                 dr->dt.dl.dr_data = arc_buf_alloc(spa, size, db, type);
853                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
854         } else {
855                 dbuf_clear_data(db);
856         }
857 }
858
859 void
860 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
861 {
862         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
863         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
864         uint64_t txg = dr->dr_txg;
865
866         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
867         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
868         ASSERT(db->db_level == 0);
869
870         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
871             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
872                 return;
873
874         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
875
876         /* free this block */
877         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
878                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
879
880         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
881         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
882
883         /*
884          * Release the already-written buffer, so we leave it in
885          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
886          * modifying the buffer, so they will immediately do
887          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
888          * the buf thawed to save the effort of freezing &
889          * immediately re-thawing it.
890          */
891         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
892 }
893
894 /*
895  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
896  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
897  * empty blocks.
898  *
899  * This is a no-op if the dataset is in the middle of an incremental
900  * receive; see comment below for details.
901  */
902 void
903 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
904     dmu_tx_t *tx)
905 {
906         dmu_buf_impl_t db_search;
907         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
908         uint64_t txg = tx->tx_txg;
909         avl_index_t where;
910
911         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid && (end_blkid != DMU_SPILL_BLKID))
912                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
913         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
914
915         db_search.db_level = 0;
916         db_search.db_blkid = start_blkid;
917         db_search.db_state = DB_SEARCH;
918
919         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
920         if (start_blkid >= dn->dn_unlisted_l0_blkid) {
921                 /* There can't be any dbufs in this range; no need to search. */
922 #ifdef DEBUG
923                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
924                 ASSERT3P(db, ==, NULL);
925                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
926                 ASSERT(db == NULL || db->db_level > 0);
927 #endif
928                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
929                 return;
930         } else if (dmu_objset_is_receiving(dn->dn_objset)) {
931                 /*
932                  * If we are receiving, we expect there to be no dbufs in
933                  * the range to be freed, because receive modifies each
934                  * block at most once, and in offset order.  If this is
935                  * not the case, it can lead to performance problems,
936                  * so note that we unexpectedly took the slow path.
937                  */
938                 atomic_inc_64(&zfs_free_range_recv_miss);
939         }
940
941         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
942         ASSERT3P(db, ==, NULL);
943         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
944
945         for (; db != NULL; db = db_next) {
946                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
947                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
948
949                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
950                         break;
951                 }
952                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
953
954                 /* found a level 0 buffer in the range */
955                 mutex_enter(&db->db_mtx);
956                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
957                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
958                         continue;
959                 }
960
961                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
962                     db->db_state == DB_NOFILL ||
963                     db->db_state == DB_EVICTING) {
964                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
965                         mutex_exit(&db->db_mtx);
966                         continue;
967                 }
968                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
969                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
970                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
971                         mutex_exit(&db->db_mtx);
972                         continue;
973                 }
974                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
975                         ASSERT(db->db_buf);
976                         dbuf_clear(db);
977                         continue;
978                 }
979                 /* The dbuf is referenced */
980
981                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
982                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
983
984                         if (dr->dr_txg == txg) {
985                                 /*
986                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
987                                  * size to reflect that this buffer may
988                                  * contain new data when we sync.
989                                  */
990                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
991                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
992                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
993                                 dbuf_unoverride(dr);
994                         } else {
995                                 /*
996                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
997                                  * Either uncache it (if its not referenced in
998                                  * the open context) or reset its contents to
999                                  * empty.
1000                                  */
1001                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1002                         }
1003                 }
1004                 /* clear the contents if its cached */
1005                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1006                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1007                         arc_release(db->db_buf, db);
1008                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1009                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1010                 }
1011
1012                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1013         }
1014         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1015 }
1016
1017 static int
1018 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
1019 {
1020         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
1021         uint64_t birth_txg = 0;
1022
1023         /*
1024          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
1025          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
1026          * so we'll ignore db_blkptr.
1027          *
1028          * This logic ensures that only block births for
1029          * filled blocks are considered.
1030          */
1031         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1032         if (db->db_last_dirty && (db->db_blkptr == NULL ||
1033             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1034                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
1035         } else if (db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1036                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
1037         }
1038
1039         /*
1040          * If this block don't exist or is in a snapshot, it can't be freed.
1041          * Don't pass the bp to dsl_dataset_block_freeable() since we
1042          * are holding the db_mtx lock and might deadlock if we are
1043          * prefetching a dedup-ed block.
1044          */
1045         if (birth_txg != 0)
1046                 return (ds == NULL ||
1047                     dsl_dataset_block_freeable(ds, NULL, birth_txg));
1048         else
1049                 return (B_FALSE);
1050 }
1051
1052 void
1053 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1054 {
1055         arc_buf_t *buf, *obuf;
1056         int osize = db->db.db_size;
1057         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1058         dnode_t *dn;
1059
1060         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1061
1062         DB_DNODE_ENTER(db);
1063         dn = DB_DNODE(db);
1064
1065         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1066         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1067
1068         /*
1069          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1070          * is OK, because there can be no other references to the db
1071          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1072          * be happening.
1073          */
1074         /*
1075          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1076          * value and returning that up to our callers
1077          */
1078         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1079
1080         /* create the data buffer for the new block */
1081         buf = arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa, size, db, type);
1082
1083         /* copy old block data to the new block */
1084         obuf = db->db_buf;
1085         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1086         /* zero the remainder */
1087         if (size > osize)
1088                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1089
1090         mutex_enter(&db->db_mtx);
1091         dbuf_set_data(db, buf);
1092         VERIFY(arc_buf_remove_ref(obuf, db));
1093         db->db.db_size = size;
1094
1095         if (db->db_level == 0) {
1096                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1097                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1098         }
1099         mutex_exit(&db->db_mtx);
1100
1101         dnode_willuse_space(dn, size-osize, tx);
1102         DB_DNODE_EXIT(db);
1103 }
1104
1105 void
1106 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1107 {
1108         objset_t *os = db->db_objset;
1109
1110         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1111         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1112             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1113         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1114
1115         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1116 }
1117
1118 /*
1119  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1120  * dirtied again.
1121  */
1122 static void
1123 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1124 {
1125         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1126
1127         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1128
1129         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1130                 /*
1131                  * If this buffer has already been written out,
1132                  * we now need to reset its state.
1133                  */
1134                 dbuf_unoverride(dr);
1135                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1136                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1137                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1138                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1139                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1140                 }
1141         }
1142 }
1143
1144 dbuf_dirty_record_t *
1145 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1146 {
1147         dnode_t *dn;
1148         objset_t *os;
1149         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1150         int drop_struct_lock = FALSE;
1151         boolean_t do_free_accounting = B_FALSE;
1152         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1153
1154         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1155         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1156         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1157
1158         DB_DNODE_ENTER(db);
1159         dn = DB_DNODE(db);
1160         /*
1161          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1162          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1163          * were already pre-dirtied in open context.
1164          */
1165         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1166             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1167             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1168             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1169         /*
1170          * We make this assert for private objects as well, but after we
1171          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1172          * in syncing context.
1173          */
1174         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1175             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1176             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1177
1178         mutex_enter(&db->db_mtx);
1179         /*
1180          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1181          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1182          * syncing context don't bother holding ahead.
1183          */
1184         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1185             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1186             db->db_state == DB_NOFILL);
1187
1188         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1189         /*
1190          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1191          * initialize the objset.
1192          */
1193         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED &&
1194             !BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1195                 dn->dn_dirtyctx =
1196                     (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1197                 ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1198                 dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1199         }
1200         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1201
1202         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1203                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1204
1205         /*
1206          * If this buffer is already dirty, we're done.
1207          */
1208         drp = &db->db_last_dirty;
1209         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1210             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1211         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1212                 drp = &dr->dr_next;
1213         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1214                 DB_DNODE_EXIT(db);
1215
1216                 dbuf_redirty(dr);
1217                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1218                 return (dr);
1219         }
1220
1221         /*
1222          * Only valid if not already dirty.
1223          */
1224         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1225             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1226             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1227
1228         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1229         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1230             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1231             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1232             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1233             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1234
1235         /*
1236          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1237          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1238          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1239          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1240          * this assertion only if we're not already dirty.
1241          */
1242         os = dn->dn_objset;
1243         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1244             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1245         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1246
1247         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1248
1249         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1250                 /*
1251                  * Update the accounting.
1252                  * Note: we delay "free accounting" until after we drop
1253                  * the db_mtx.  This keeps us from grabbing other locks
1254                  * (and possibly deadlocking) in bp_get_dsize() while
1255                  * also holding the db_mtx.
1256                  */
1257                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
1258                 do_free_accounting = dbuf_block_freeable(db);
1259         }
1260
1261         /*
1262          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1263          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1264          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1265          */
1266         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1267         if (db->db_level == 0) {
1268                 void *data_old = db->db_buf;
1269
1270                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1271                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1272                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1273                                 data_old = db->db.db_data;
1274                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1275                                 /*
1276                                  * Release the data buffer from the cache so
1277                                  * that we can modify it without impacting
1278                                  * possible other users of this cached data
1279                                  * block.  Note that indirect blocks and
1280                                  * private objects are not released until the
1281                                  * syncing state (since they are only modified
1282                                  * then).
1283                                  */
1284                                 arc_release(db->db_buf, db);
1285                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1286                                 data_old = db->db_buf;
1287                         }
1288                         ASSERT(data_old != NULL);
1289                 }
1290                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1291         } else {
1292                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1293                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1294                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1295                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1296         }
1297         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1298                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1299         dr->dr_dbuf = db;
1300         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1301         dr->dr_next = *drp;
1302         *drp = dr;
1303
1304         /*
1305          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1306          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1307          * happened after the free.
1308          */
1309         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1310             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1311                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1312                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1313                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1314                             db->db_blkid, 1);
1315                 }
1316                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1317                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1318         }
1319
1320         /*
1321          * This buffer is now part of this txg
1322          */
1323         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1324         db->db_dirtycnt += 1;
1325         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1326
1327         mutex_exit(&db->db_mtx);
1328
1329         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1330             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1331                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1332                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1333                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1334                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1335                 dnode_setdirty(dn, tx);
1336                 DB_DNODE_EXIT(db);
1337                 return (dr);
1338         } else if (do_free_accounting) {
1339                 blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
1340                 int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
1341                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
1342                 /*
1343                  * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
1344                  * in a previous txg, we don't know how much
1345                  * space it will use on disk yet.  We should
1346                  * really have the struct_rwlock to access
1347                  * db_blkptr, but since this is just a guess,
1348                  * it's OK if we get an odd answer.
1349                  */
1350                 ddt_prefetch(os->os_spa, bp);
1351                 dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
1352         }
1353
1354         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1355                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1356                 drop_struct_lock = TRUE;
1357         }
1358
1359         if (db->db_level == 0) {
1360                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1361                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1362         }
1363
1364         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1365                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1366                 dbuf_dirty_record_t *di;
1367                 int parent_held = FALSE;
1368
1369                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1370                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1371
1372                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1373                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1374                         ASSERT(parent != NULL);
1375                         parent_held = TRUE;
1376                 }
1377                 if (drop_struct_lock)
1378                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1379                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1380                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1381                 if (parent_held)
1382                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1383
1384                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1385                 /*
1386                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1387                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1388                  */
1389                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1390                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1391                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1392                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1393                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1394                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1395                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1396                         dr->dr_parent = di;
1397                 }
1398                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1399         } else {
1400                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1401                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1402                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1403                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1404                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1405                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1406                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1407                 if (drop_struct_lock)
1408                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1409         }
1410
1411         dnode_setdirty(dn, tx);
1412         DB_DNODE_EXIT(db);
1413         return (dr);
1414 }
1415
1416 /*
1417  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1418  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1419  */
1420 static boolean_t
1421 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1422 {
1423         dnode_t *dn;
1424         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1425         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1426
1427         ASSERT(txg != 0);
1428
1429         /*
1430          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1431          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1432          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1433          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1434          */
1435         ASSERT(db->db_objset ==
1436             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1437             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1438         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1439         ASSERT0(db->db_level);
1440         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1441
1442         /*
1443          * If this buffer is not dirty, we're done.
1444          */
1445         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1446                 if (dr->dr_txg <= txg)
1447                         break;
1448         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1449                 return (B_FALSE);
1450         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1451         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1452
1453         DB_DNODE_ENTER(db);
1454         dn = DB_DNODE(db);
1455
1456         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1457
1458         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1459
1460         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1461             dr->dr_accounted, txg);
1462
1463         *drp = dr->dr_next;
1464
1465         /*
1466          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1467          * where this dirty record may be put on a list.
1468          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1469          * every one of those list_insert calls.
1470          */
1471         if (dr->dr_parent) {
1472                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1473                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1474                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1475         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1476             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1477                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1478                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1479                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1480                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1481         }
1482         DB_DNODE_EXIT(db);
1483
1484         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1485                 dbuf_unoverride(dr);
1486
1487                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1488                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1489                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1490                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data, db));
1491         }
1492
1493         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1494
1495         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1496         db->db_dirtycnt -= 1;
1497
1498         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1499                 arc_buf_t *buf = db->db_buf;
1500
1501                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(buf));
1502                 dbuf_clear_data(db);
1503                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
1504                 dbuf_evict(db);
1505                 return (B_TRUE);
1506         }
1507
1508         return (B_FALSE);
1509 }
1510
1511 void
1512 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1513 {
1514         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1515         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1516
1517         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1518         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1519
1520         /*
1521          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1522          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1523          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1524          * cached).
1525          */
1526         mutex_enter(&db->db_mtx);
1527         dbuf_dirty_record_t *dr;
1528         for (dr = db->db_last_dirty;
1529             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1530                 /*
1531                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1532                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1533                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1534                  */
1535                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1536                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1537                         dbuf_redirty(dr);
1538                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1539                         return;
1540                 }
1541         }
1542         mutex_exit(&db->db_mtx);
1543
1544         DB_DNODE_ENTER(db);
1545         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1546                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1547         DB_DNODE_EXIT(db);
1548         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1549         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1550 }
1551
1552 void
1553 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1554 {
1555         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1556
1557         db->db_state = DB_NOFILL;
1558
1559         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1560 }
1561
1562 void
1563 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1564 {
1565         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1566
1567         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1568         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1569         ASSERT(db->db_level == 0);
1570         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1571
1572         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1573             dmu_tx_private_ok(tx));
1574
1575         dbuf_noread(db);
1576         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1577 }
1578
1579 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1580 /* ARGSUSED */
1581 void
1582 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1583 {
1584         mutex_enter(&db->db_mtx);
1585         DBUF_VERIFY(db);
1586
1587         if (db->db_state == DB_FILL) {
1588                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1589                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1590                         /* we were freed while filling */
1591                         /* XXX dbuf_undirty? */
1592                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1593                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1594                 }
1595                 db->db_state = DB_CACHED;
1596                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1597         }
1598         mutex_exit(&db->db_mtx);
1599 }
1600
1601 void
1602 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1603     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1604     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1605     dmu_tx_t *tx)
1606 {
1607         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1608         struct dirty_leaf *dl;
1609         dmu_object_type_t type;
1610
1611         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1612                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1613                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1614         }
1615
1616         DB_DNODE_ENTER(db);
1617         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1618         DB_DNODE_EXIT(db);
1619
1620         ASSERT0(db->db_level);
1621         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1622
1623         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1624
1625         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1626         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1627         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1628             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1629         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1630         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1631         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1632         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1633
1634         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1635         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1640  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1641  */
1642 void
1643 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1644 {
1645         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1646         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1647         ASSERT(db->db_level == 0);
1648         ASSERT(DBUF_GET_BUFC_TYPE(db) == ARC_BUFC_DATA);
1649         ASSERT(buf != NULL);
1650         ASSERT(arc_buf_size(buf) == db->db.db_size);
1651         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1652
1653         arc_return_buf(buf, db);
1654         ASSERT(arc_released(buf));
1655
1656         mutex_enter(&db->db_mtx);
1657
1658         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1659                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1660
1661         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1662
1663         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1664             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1665                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1666                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1667                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1668                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
1669                 xuio_stat_wbuf_copied();
1670                 return;
1671         }
1672
1673         xuio_stat_wbuf_nocopy();
1674         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1675                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1676
1677                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1678                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1679                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
1680                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
1681                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
1682                                     DR_OVERRIDDEN);
1683                                 arc_release(db->db_buf, db);
1684                         }
1685                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
1686                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
1687                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
1688                         arc_release(db->db_buf, db);
1689                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
1690                 }
1691                 db->db_buf = NULL;
1692         }
1693         ASSERT(db->db_buf == NULL);
1694         dbuf_set_data(db, buf);
1695         db->db_state = DB_FILL;
1696         mutex_exit(&db->db_mtx);
1697         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1698         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
1699 }
1700
1701 /*
1702  * "Clear" the contents of this dbuf.  This will mark the dbuf
1703  * EVICTING and clear *most* of its references.  Unfortunately,
1704  * when we are not holding the dn_dbufs_mtx, we can't clear the
1705  * entry in the dn_dbufs list.  We have to wait until dbuf_destroy()
1706  * in this case.  For callers from the DMU we will usually see:
1707  *      dbuf_clear()->arc_clear_callback()->dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1708  * For the arc callback, we will usually see:
1709  *      dbuf_do_evict()->dbuf_clear();dbuf_destroy()
1710  * Sometimes, though, we will get a mix of these two:
1711  *      DMU: dbuf_clear()->arc_clear_callback()
1712  *      ARC: dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1713  *
1714  * This routine will dissociate the dbuf from the arc, by calling
1715  * arc_clear_callback(), but will not evict the data from the ARC.
1716  */
1717 void
1718 dbuf_clear(dmu_buf_impl_t *db)
1719 {
1720         dnode_t *dn;
1721         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1722         dmu_buf_impl_t *dndb;
1723         boolean_t dbuf_gone = B_FALSE;
1724
1725         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1726         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1727
1728         dbuf_evict_user(db);
1729
1730         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1731                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1732                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1733                         zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1734                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1735                 }
1736                 db->db.db_data = NULL;
1737                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1738         }
1739
1740         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
1741         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1742
1743         db->db_state = DB_EVICTING;
1744         db->db_blkptr = NULL;
1745
1746         DB_DNODE_ENTER(db);
1747         dn = DB_DNODE(db);
1748         dndb = dn->dn_dbuf;
1749         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx)) {
1750                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1751                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
1752                 membar_producer();
1753                 DB_DNODE_EXIT(db);
1754                 /*
1755                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
1756                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
1757                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
1758                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
1759                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
1760                  * release any lock.
1761                  */
1762                 dnode_rele(dn, db);
1763                 db->db_dnode_handle = NULL;
1764         } else {
1765                 DB_DNODE_EXIT(db);
1766         }
1767
1768         if (db->db_buf)
1769                 dbuf_gone = arc_clear_callback(db->db_buf);
1770
1771         if (!dbuf_gone)
1772                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1773
1774         /*
1775          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
1776          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
1777          */
1778         if (parent && parent != dndb)
1779                 dbuf_rele(parent, db);
1780 }
1781
1782 /*
1783  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
1784  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
1785  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
1786  * object.
1787  */
1788 static int
1789 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
1790     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
1791 {
1792         int nlevels, epbs;
1793
1794         *parentp = NULL;
1795         *bpp = NULL;
1796
1797         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1798
1799         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1800                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1801                 if (dn->dn_have_spill &&
1802                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
1803                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
1804                 else
1805                         *bpp = NULL;
1806                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1807                 *parentp = dn->dn_dbuf;
1808                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1809                 return (0);
1810         }
1811
1812         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0)
1813                 nlevels = 1;
1814         else
1815                 nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1816
1817         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1818
1819         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
1820         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1821         if (level >= nlevels ||
1822             (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
1823                 /* the buffer has no parent yet */
1824                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1825         } else if (level < nlevels-1) {
1826                 /* this block is referenced from an indirect block */
1827                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
1828                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
1829                 if (err)
1830                         return (err);
1831                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
1832                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
1833                 if (err) {
1834                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
1835                         *parentp = NULL;
1836                         return (err);
1837                 }
1838                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
1839                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
1840                 return (0);
1841         } else {
1842                 /* the block is referenced from the dnode */
1843                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
1844                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
1845                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
1846                 if (dn->dn_dbuf) {
1847                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1848                         *parentp = dn->dn_dbuf;
1849                 }
1850                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
1851                 return (0);
1852         }
1853 }
1854
1855 static dmu_buf_impl_t *
1856 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
1857     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
1858 {
1859         objset_t *os = dn->dn_objset;
1860         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
1861
1862         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1863         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
1864
1865         db = kmem_cache_alloc(dbuf_cache, KM_SLEEP);
1866
1867         db->db_objset = os;
1868         db->db.db_object = dn->dn_object;
1869         db->db_level = level;
1870         db->db_blkid = blkid;
1871         db->db_last_dirty = NULL;
1872         db->db_dirtycnt = 0;
1873         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
1874         db->db_parent = parent;
1875         db->db_blkptr = blkptr;
1876
1877         db->db_user = NULL;
1878         db->db_immediate_evict = 0;
1879         db->db_freed_in_flight = 0;
1880
1881         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1882                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
1883                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
1884                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
1885                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
1886                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
1887                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1888                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
1889                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1890                 return (db);
1891         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1892                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
1893                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
1894                 db->db.db_offset = 0;
1895         } else {
1896                 int blocksize =
1897                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
1898                 db->db.db_size = blocksize;
1899                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
1900         }
1901
1902         /*
1903          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
1904          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
1905          * This prevents a possible deadlock with someone
1906          * trying to look up this dbuf before its added to the
1907          * dn_dbufs list.
1908          */
1909         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1910         db->db_state = DB_EVICTING;
1911         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
1912                 /* someone else inserted it first */
1913                 kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
1914                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1915                 return (odb);
1916         }
1917         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
1918         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid >=
1919             dn->dn_unlisted_l0_blkid)
1920                 dn->dn_unlisted_l0_blkid = db->db_blkid + 1;
1921         db->db_state = DB_UNCACHED;
1922         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1923         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1924
1925         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
1926                 dbuf_add_ref(parent, db);
1927
1928         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1929             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
1930         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
1931         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
1932
1933         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
1934
1935         return (db);
1936 }
1937
1938 static int
1939 dbuf_do_evict(void *private)
1940 {
1941         dmu_buf_impl_t *db = private;
1942
1943         if (!MUTEX_HELD(&db->db_mtx))
1944                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1945
1946         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1947
1948         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
1949                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED);
1950                 DBUF_VERIFY(db);
1951                 db->db_buf = NULL;
1952                 dbuf_evict(db);
1953         } else {
1954                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1955                 dbuf_destroy(db);
1956         }
1957         return (0);
1958 }
1959
1960 static void
1961 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
1962 {
1963         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1964
1965         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1966                 /*
1967                  * If this dbuf is still on the dn_dbufs list,
1968                  * remove it from that list.
1969                  */
1970                 if (db->db_dnode_handle != NULL) {
1971                         dnode_t *dn;
1972
1973                         DB_DNODE_ENTER(db);
1974                         dn = DB_DNODE(db);
1975                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1976                         avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1977                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
1978                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1979                         DB_DNODE_EXIT(db);
1980                         /*
1981                          * Decrementing the dbuf count means that the hold
1982                          * corresponding to the removed dbuf is no longer
1983                          * discounted in dnode_move(), so the dnode cannot be
1984                          * moved until after we release the hold.
1985                          */
1986                         dnode_rele(dn, db);
1987                         db->db_dnode_handle = NULL;
1988                 }
1989                 dbuf_hash_remove(db);
1990         }
1991         db->db_parent = NULL;
1992         db->db_buf = NULL;
1993
1994         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1995         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
1996         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
1997         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1998
1999         kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
2000         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2001 }
2002
2003 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2004         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2005         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2006         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2007         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2008         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2009         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2010         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2011 } dbuf_prefetch_arg_t;
2012
2013 /*
2014  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2015  */
2016 static void
2017 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2018 {
2019         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2020                 return;
2021
2022         arc_flags_t aflags =
2023             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2024
2025         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2026         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2027         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2028         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2029             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2030             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2035  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2036  * prefetch if the next block down is our target.
2037  */
2038 static void
2039 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2040 {
2041         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2042
2043         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2044         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2045         if (zio != NULL) {
2046                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2047                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2048                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2049         }
2050
2051         dpa->dpa_curlevel--;
2052
2053         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2054             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2055         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2056             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2057         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2058                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2059         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2060                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2061                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2062                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2063         } else {
2064                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2065                 zbookmark_phys_t zb;
2066
2067                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2068
2069                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2070                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2071
2072                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2073                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2074                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2075                     &iter_aflags, &zb);
2076         }
2077         (void) arc_buf_remove_ref(abuf, private);
2078 }
2079
2080 /*
2081  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2082  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2083  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2084  * complete.
2085  */
2086 void
2087 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2088     arc_flags_t aflags)
2089 {
2090         blkptr_t bp;
2091         int epbs, nlevels, curlevel;
2092         uint64_t curblkid;
2093
2094         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2095         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2096
2097         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2098                 return;
2099
2100         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2101                 return;
2102
2103         /*
2104          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2105          * prefetch.
2106          */
2107         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2108         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2109                 return;
2110
2111         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2112         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2113                 return;
2114
2115         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2116             level, blkid);
2117         if (db != NULL) {
2118                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2119                 /*
2120                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2121                  * (we assume) about to be read or filled.
2122                  */
2123                 return;
2124         }
2125
2126         /*
2127          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2128          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2129          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2130          */
2131         curlevel = level;
2132         curblkid = blkid;
2133         while (curlevel < nlevels - 1) {
2134                 int parent_level = curlevel + 1;
2135                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2136                 dmu_buf_impl_t *db;
2137
2138                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2139                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2140                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2141                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2142                         dbuf_rele(db, FTAG);
2143                         break;
2144                 }
2145
2146                 curlevel = parent_level;
2147                 curblkid = parent_blkid;
2148         }
2149
2150         if (curlevel == nlevels - 1) {
2151                 /* No cached indirect blocks found. */
2152                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2153                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2154         }
2155         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2156                 return;
2157
2158         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2159
2160         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2161             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2162
2163         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2164         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2165         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2166             dn->dn_object, level, blkid);
2167         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2168         dpa->dpa_prio = prio;
2169         dpa->dpa_aflags = aflags;
2170         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2171         dpa->dpa_epbs = epbs;
2172         dpa->dpa_zio = pio;
2173
2174         /*
2175          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2176          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2177          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2178          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2179          * doing.
2180          */
2181         if (curlevel == level) {
2182                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2183                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2184                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2185         } else {
2186                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2187                 zbookmark_phys_t zb;
2188
2189                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2190                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2191                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2192                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2193                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2194                     &iter_aflags, &zb);
2195         }
2196         /*
2197          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2198          * dpa may have already been freed.
2199          */
2200         zio_nowait(pio);
2201 }
2202
2203 /*
2204  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2205  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2206  */
2207 int
2208 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2209     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2210     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2211 {
2212         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2213
2214         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2215         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2216         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2217
2218         *dbp = NULL;
2219 top:
2220         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2221         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2222
2223         if (db == NULL) {
2224                 blkptr_t *bp = NULL;
2225                 int err;
2226
2227                 if (fail_uncached)
2228                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2229
2230                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2231                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2232                 if (fail_sparse) {
2233                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2234                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2235                         if (err) {
2236                                 if (parent)
2237                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2238                                 return (err);
2239                         }
2240                 }
2241                 if (err && err != ENOENT)
2242                         return (err);
2243                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2244         }
2245
2246         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2247                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2248                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2249         }
2250
2251         if (db->db_buf && refcount_is_zero(&db->db_holds)) {
2252                 arc_buf_add_ref(db->db_buf, db);
2253                 if (db->db_buf->b_data == NULL) {
2254                         dbuf_clear(db);
2255                         if (parent) {
2256                                 dbuf_rele(parent, NULL);
2257                                 parent = NULL;
2258                         }
2259                         goto top;
2260                 }
2261                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2262         }
2263
2264         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2265
2266         /*
2267          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2268          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2269          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2270          */
2271         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2272             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2273             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2274                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2275
2276                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2277                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2278
2279                         dbuf_set_data(db,
2280                             arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa,
2281                             db->db.db_size, db, type));
2282                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2283                             db->db.db_size);
2284                 }
2285         }
2286
2287         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2288         DBUF_VERIFY(db);
2289         mutex_exit(&db->db_mtx);
2290
2291         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2292         if (parent)
2293                 dbuf_rele(parent, NULL);
2294
2295         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2296         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2297         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2298         *dbp = db;
2299
2300         return (0);
2301 }
2302
2303 dmu_buf_impl_t *
2304 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2305 {
2306         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2307 }
2308
2309 dmu_buf_impl_t *
2310 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2311 {
2312         dmu_buf_impl_t *db;
2313         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2314         return (err ? NULL : db);
2315 }
2316
2317 void
2318 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2319 {
2320         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2321
2322         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2323         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2324 }
2325
2326 int
2327 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2328 {
2329         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2330         dnode_t *dn;
2331
2332         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2333                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2334         if (blksz == 0)
2335                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2336         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2337         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2338
2339         DB_DNODE_ENTER(db);
2340         dn = DB_DNODE(db);
2341         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2342         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2343         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2344         DB_DNODE_EXIT(db);
2345
2346         return (0);
2347 }
2348
2349 void
2350 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2351 {
2352         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2353 }
2354
2355 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2356 void
2357 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2358 {
2359         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2360         ASSERT(holds > 1);
2361 }
2362
2363 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2364 boolean_t
2365 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2366     void *tag)
2367 {
2368         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2369         dmu_buf_impl_t *found_db;
2370         boolean_t result = B_FALSE;
2371
2372         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2373                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2374         else
2375                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2376
2377         if (found_db != NULL) {
2378                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2379                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2380                         result = B_TRUE;
2381                 }
2382                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2383         }
2384         return (result);
2385 }
2386
2387 /*
2388  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2389  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2390  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2391  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2392  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2393  */
2394 void
2395 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2396 {
2397         mutex_enter(&db->db_mtx);
2398         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2399 }
2400
2401 void
2402 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2403 {
2404         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2405 }
2406
2407 /*
2408  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2409  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2410  */
2411 void
2412 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2413 {
2414         int64_t holds;
2415
2416         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2417         DBUF_VERIFY(db);
2418
2419         /*
2420          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2421          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2422          * buffer has a corresponding dnode hold.
2423          */
2424         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2425         ASSERT(holds >= 0);
2426
2427         /*
2428          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2429          * may be modified in the current syncing context.
2430          */
2431         if (db->db_buf && holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0))
2432                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2433
2434         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2435             db->db_level == 0 && db->db_immediate_evict)
2436                 dbuf_evict_user(db);
2437
2438         if (holds == 0) {
2439                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2440                         dnode_t *dn;
2441
2442                         /*
2443                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2444                          * barrier until the move completes.
2445                          */
2446                         DB_DNODE_ENTER(db);
2447
2448                         dn = DB_DNODE(db);
2449                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2450
2451                         /*
2452                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2453                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2454                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2455                          * the dnode_rele_and_unlock() below.
2456                          */
2457                         DB_DNODE_EXIT(db);
2458
2459                         /*
2460                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2461                          * Another thread may evict it.
2462                          */
2463                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2464
2465                         /*
2466                          * If the dnode has been freed, evict the bonus
2467                          * buffer immediately.  The data in the bonus
2468                          * buffer is no longer relevant and this prevents
2469                          * a stale bonus buffer from being associated
2470                          * with this dnode_t should the dnode_t be reused
2471                          * prior to being destroyed.
2472                          */
2473                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2474                         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE ||
2475                             dn->dn_free_txg != 0) {
2476                                 /*
2477                                  * Drop dn_mtx.  It is a leaf lock and
2478                                  * cannot be held when dnode_evict_bonus()
2479                                  * acquires other locks in order to
2480                                  * perform the eviction.
2481                                  *
2482                                  * Freed dnodes cannot be reused until the
2483                                  * last hold is released.  Since this bonus
2484                                  * buffer has a hold, the dnode will remain
2485                                  * in the free state, even without dn_mtx
2486                                  * held, until the dnode_rele_and_unlock()
2487                                  * below.
2488                                  */
2489                                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2490                                 dnode_evict_bonus(dn);
2491                                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2492                         }
2493                         dnode_rele_and_unlock(dn, db);
2494                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2495                         /*
2496                          * This is a special case: we never associated this
2497                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2498                          */
2499                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2500                             db->db_state == DB_NOFILL);
2501                         dbuf_evict(db);
2502                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2503                         arc_buf_t *buf = db->db_buf;
2504                         /*
2505                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2506                          */
2507                         dbuf_clear_data(db);
2508                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
2509                         dbuf_evict(db);
2510                 } else {
2511                         VERIFY(!arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
2512
2513                         /*
2514                          * A dbuf will be eligible for eviction if either the
2515                          * 'primarycache' property is set or a duplicate
2516                          * copy of this buffer is already cached in the arc.
2517                          *
2518                          * In the case of the 'primarycache' a buffer
2519                          * is considered for eviction if it matches the
2520                          * criteria set in the property.
2521                          *
2522                          * To decide if our buffer is considered a
2523                          * duplicate, we must call into the arc to determine
2524                          * if multiple buffers are referencing the same
2525                          * block on-disk. If so, then we simply evict
2526                          * ourselves.
2527                          */
2528                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db)) {
2529                                 if (db->db_blkptr != NULL &&
2530                                     !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2531                                     !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2532                                         spa_t *spa =
2533                                             dmu_objset_spa(db->db_objset);
2534                                         blkptr_t bp = *db->db_blkptr;
2535                                         dbuf_clear(db);
2536                                         arc_freed(spa, &bp);
2537                                 } else {
2538                                         dbuf_clear(db);
2539                                 }
2540                         } else if (db->db_objset->os_evicting ||
2541                             arc_buf_eviction_needed(db->db_buf)) {
2542                                 dbuf_clear(db);
2543                         } else {
2544                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2545                         }
2546                 }
2547         } else {
2548                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2549         }
2550 }
2551
2552 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2553 uint64_t
2554 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2555 {
2556         return (refcount_count(&db->db_holds));
2557 }
2558
2559 void *
2560 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2561     dmu_buf_user_t *new_user)
2562 {
2563         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2564
2565         mutex_enter(&db->db_mtx);
2566         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2567         if (db->db_user == old_user)
2568                 db->db_user = new_user;
2569         else
2570                 old_user = db->db_user;
2571         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2572         mutex_exit(&db->db_mtx);
2573
2574         return (old_user);
2575 }
2576
2577 void *
2578 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2579 {
2580         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2581 }
2582
2583 void *
2584 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2585 {
2586         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2587
2588         db->db_immediate_evict = TRUE;
2589         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2590 }
2591
2592 void *
2593 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2594 {
2595         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2596 }
2597
2598 void *
2599 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2600 {
2601         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2602
2603         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2604         return (db->db_user);
2605 }
2606
2607 void
2608 dmu_buf_user_evict_wait()
2609 {
2610         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2611 }
2612
2613 boolean_t
2614 dmu_buf_freeable(dmu_buf_t *dbuf)
2615 {
2616         boolean_t res = B_FALSE;
2617         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2618
2619         if (db->db_blkptr)
2620                 res = dsl_dataset_block_freeable(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2621                     db->db_blkptr, db->db_blkptr->blk_birth);
2622
2623         return (res);
2624 }
2625
2626 blkptr_t *
2627 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2628 {
2629         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2630         return (dbi->db_blkptr);
2631 }
2632
2633 static void
2634 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2635 {
2636         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2637         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2638
2639         if (db->db_blkptr != NULL)
2640                 return;
2641
2642         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2643                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2644                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2645                 return;
2646         }
2647         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2648                 /*
2649                  * This buffer was allocated at a time when there was
2650                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2651                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2652                  */
2653                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2654                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2655                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2656                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2657                 DBUF_VERIFY(db);
2658         } else {
2659                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2660                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2661
2662                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2663                 if (parent == NULL) {
2664                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2665                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2666                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2667                             db->db_blkid >> epbs, db);
2668                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2669                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2670                         db->db_parent = parent;
2671                 }
2672                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2673                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2674                 DBUF_VERIFY(db);
2675         }
2676 }
2677
2678 static void
2679 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2680 {
2681         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2682         dnode_t *dn;
2683         zio_t *zio;
2684
2685         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2686
2687         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2688
2689         mutex_enter(&db->db_mtx);
2690
2691         ASSERT(db->db_level > 0);
2692         DBUF_VERIFY(db);
2693
2694         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2695         if (db->db_buf == NULL) {
2696                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2697                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2698                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2699         }
2700         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
2701         ASSERT(db->db_buf != NULL);
2702
2703         DB_DNODE_ENTER(db);
2704         dn = DB_DNODE(db);
2705         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
2706         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2707         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2708         DB_DNODE_EXIT(db);
2709
2710         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
2711         db->db_data_pending = dr;
2712
2713         mutex_exit(&db->db_mtx);
2714         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
2715
2716         zio = dr->dr_zio;
2717         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
2718         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
2719         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
2720         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
2721         zio_nowait(zio);
2722 }
2723
2724 static void
2725 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2726 {
2727         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
2728         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2729         dnode_t *dn;
2730         objset_t *os;
2731         uint64_t txg = tx->tx_txg;
2732
2733         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2734
2735         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2736
2737         mutex_enter(&db->db_mtx);
2738         /*
2739          * To be synced, we must be dirtied.  But we
2740          * might have been freed after the dirty.
2741          */
2742         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
2743                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
2744                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2745         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
2746                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
2747                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
2748         } else {
2749                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2750         }
2751         DBUF_VERIFY(db);
2752
2753         DB_DNODE_ENTER(db);
2754         dn = DB_DNODE(db);
2755
2756         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2757                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2758                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
2759                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2760         }
2761
2762         /*
2763          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
2764          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
2765          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
2766          * be called).
2767          */
2768         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2769                 dbuf_dirty_record_t **drp;
2770
2771                 ASSERT(*datap != NULL);
2772                 ASSERT0(db->db_level);
2773                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
2774                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
2775                 DB_DNODE_EXIT(db);
2776
2777                 if (*datap != db->db.db_data) {
2778                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
2779                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2780                 }
2781                 db->db_data_pending = NULL;
2782                 drp = &db->db_last_dirty;
2783                 while (*drp != dr)
2784                         drp = &(*drp)->dr_next;
2785                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
2786                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
2787                 *drp = dr->dr_next;
2788                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
2789                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
2790                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
2791                 }
2792                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
2793                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2794                 db->db_dirtycnt -= 1;
2795                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
2796                 return;
2797         }
2798
2799         os = dn->dn_objset;
2800
2801         /*
2802          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
2803          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
2804          * don't check the dr_override_state until we have returned from
2805          * dbuf_check_blkptr.
2806          */
2807         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2808
2809         /*
2810          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
2811          * wait for the synchronous IO to complete.
2812          */
2813         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
2814                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
2815                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
2816                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
2817         }
2818
2819         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
2820             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2821             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
2822             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
2823             *datap == db->db_buf) {
2824                 /*
2825                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
2826                  * are active holds and db_data still references it),
2827                  * then make a copy before we start the write so that
2828                  * any modifications from the open txg will not leak
2829                  * into this write.
2830                  *
2831                  * NOTE: this copy does not need to be made for
2832                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
2833                  * DNONE_DNODE blocks).
2834                  */
2835                 int blksz = arc_buf_size(*datap);
2836                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2837                 *datap = arc_buf_alloc(os->os_spa, blksz, db, type);
2838                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, blksz);
2839         }
2840         db->db_data_pending = dr;
2841
2842         mutex_exit(&db->db_mtx);
2843
2844         dbuf_write(dr, *datap, tx);
2845
2846         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2847         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
2848                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
2849                 DB_DNODE_EXIT(db);
2850         } else {
2851                 /*
2852                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
2853                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
2854                  * that the IO could actually be completed before the nowait
2855                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
2856                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
2857                  */
2858                 DB_DNODE_EXIT(db);
2859                 zio_nowait(dr->dr_zio);
2860         }
2861 }
2862
2863 void
2864 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
2865 {
2866         dbuf_dirty_record_t *dr;
2867
2868         while (dr = list_head(list)) {
2869                 if (dr->dr_zio != NULL) {
2870                         /*
2871                          * If we find an already initialized zio then we
2872                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
2873                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
2874                          * during processing, so that we can zio_wait()
2875                          * these IOs after initiating all child IOs.
2876                          */
2877                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
2878                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
2879                         break;
2880                 }
2881                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2882                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
2883                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
2884                 }
2885                 list_remove(list, dr);
2886                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
2887                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
2888                 else
2889                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
2890         }
2891 }
2892
2893 /* ARGSUSED */
2894 static void
2895 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
2896 {
2897         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
2898         dnode_t *dn;
2899         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2900         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2901         spa_t *spa = zio->io_spa;
2902         int64_t delta;
2903         uint64_t fill = 0;
2904         int i;
2905
2906         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==, bp);
2907
2908         DB_DNODE_ENTER(db);
2909         dn = DB_DNODE(db);
2910         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
2911         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
2912         zio->io_prev_space_delta = delta;
2913
2914         if (bp->blk_birth != 0) {
2915                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
2916                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
2917                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
2918                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
2919                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
2920                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
2921         }
2922
2923         mutex_enter(&db->db_mtx);
2924
2925 #ifdef ZFS_DEBUG
2926         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2927                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
2928                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
2929                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
2930         }
2931 #endif
2932
2933         if (db->db_level == 0) {
2934                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2935                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
2936                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2937                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
2938                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2939
2940                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
2941                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
2942                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
2943                             i--, dnp++) {
2944                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
2945                                         fill++;
2946                         }
2947                 } else {
2948                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
2949                                 fill = 0;
2950                         } else {
2951                                 fill = 1;
2952                         }
2953                 }
2954         } else {
2955                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
2956                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2957                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
2958                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
2959                                 continue;
2960                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
2961                 }
2962         }
2963         DB_DNODE_EXIT(db);
2964
2965         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
2966                 bp->blk_fill = fill;
2967
2968         mutex_exit(&db->db_mtx);
2969 }
2970
2971 /*
2972  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
2973  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
2974  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
2975  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
2976  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
2977  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
2978  * i/os complete.
2979  */
2980 /* ARGSUSED */
2981 static void
2982 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
2983 {
2984         dmu_buf_impl_t *db = arg;
2985         objset_t *os = db->db_objset;
2986         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
2987         dbuf_dirty_record_t *dr;
2988         int delta = 0;
2989
2990         dr = db->db_data_pending;
2991         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
2992
2993         /*
2994          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
2995          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
2996          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
2997          * dsl_pool_undirty_space().
2998          */
2999         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
3000         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
3001 }
3002
3003 /* ARGSUSED */
3004 static void
3005 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3006 {
3007         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3008         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3009         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3010         objset_t *os = db->db_objset;
3011         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3012         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3013
3014         ASSERT0(zio->io_error);
3015         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3016
3017         /*
3018          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3019          * original and bypass all the accounting.
3020          */
3021         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3022                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3023         } else {
3024                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3025                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3026                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3027         }
3028
3029         mutex_enter(&db->db_mtx);
3030
3031         DBUF_VERIFY(db);
3032
3033         drp = &db->db_last_dirty;
3034         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3035                 drp = &dr->dr_next;
3036         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3037         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3038         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3039         *drp = dr->dr_next;
3040
3041 #ifdef ZFS_DEBUG
3042         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3043                 dnode_t *dn;
3044
3045                 DB_DNODE_ENTER(db);
3046                 dn = DB_DNODE(db);
3047                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3048                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3049                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3050                 DB_DNODE_EXIT(db);
3051         }
3052 #endif
3053
3054         if (db->db_level == 0) {
3055                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3056                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3057                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3058                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3059                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data,
3060                                     db));
3061                         else if (!arc_released(db->db_buf))
3062                                 arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
3063                 }
3064         } else {
3065                 dnode_t *dn;
3066
3067                 DB_DNODE_ENTER(db);
3068                 dn = DB_DNODE(db);
3069                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3070                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3071                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3072                         int epbs =
3073                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3074                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3075                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3076                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3077                             db->db.db_size);
3078                         if (!arc_released(db->db_buf))
3079                                 arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
3080                 }
3081                 DB_DNODE_EXIT(db);
3082                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3083                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3084         }
3085         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3086
3087         cv_broadcast(&db->db_changed);
3088         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3089         db->db_dirtycnt -= 1;
3090         db->db_data_pending = NULL;
3091         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3092 }
3093
3094 static void
3095 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3096 {
3097         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3098 }
3099
3100 static void
3101 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3102 {
3103         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3104 }
3105
3106 static void
3107 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3108 {
3109         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3110         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3111
3112         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3113 }
3114
3115 static void
3116 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3117 {
3118         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3119         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3120         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3121
3122         mutex_enter(&db->db_mtx);
3123         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3124                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3125                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3126                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3127         }
3128         mutex_exit(&db->db_mtx);
3129
3130         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3131 }
3132
3133 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3134 static void
3135 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3136 {
3137         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3138         dnode_t *dn;
3139         objset_t *os;
3140         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3141         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3142         zbookmark_phys_t zb;
3143         zio_prop_t zp;
3144         zio_t *zio;
3145         int wp_flag = 0;
3146
3147         DB_DNODE_ENTER(db);
3148         dn = DB_DNODE(db);
3149         os = dn->dn_objset;
3150
3151         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3152                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3153                         /*
3154                          * Private object buffers are released here rather
3155                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3156                          * in the syncing context and we don't want the
3157                          * overhead of making multiple copies of the data.
3158                          */
3159                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3160                                 arc_buf_thaw(data);
3161                         } else {
3162                                 dbuf_release_bp(db);
3163                         }
3164                 }
3165         }
3166
3167         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3168                 /* Our parent is an indirect block. */
3169                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3170                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3171                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3172                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3173                 /*
3174                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3175                  * our block pointer, so the parent must be released.
3176                  */
3177                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3178                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3179         } else {
3180                 /* Our parent is the dnode itself. */
3181                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3182                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3183                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3184                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3185                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3186                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3187                 zio = dn->dn_zio;
3188         }
3189
3190         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3191         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3192         ASSERT(zio);
3193
3194         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3195             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3196             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3197
3198         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3199                 wp_flag = WP_SPILL;
3200         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3201
3202         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3203         DB_DNODE_EXIT(db);
3204
3205         if (db->db_level == 0 &&
3206             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3207                 /*
3208                  * The BP for this block has been provided by open context
3209                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3210                  */
3211                 void *contents = (data != NULL) ? data->b_data : NULL;
3212
3213                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3214                     db->db_blkptr, contents, db->db.db_size, &zp,
3215                     dbuf_write_override_ready, NULL, dbuf_write_override_done,
3216                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3217                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3218                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3219                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3220                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3221                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3222         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3223                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3224                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3225                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3226                     db->db_blkptr, NULL, db->db.db_size, &zp,
3227                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, dbuf_write_nofill_done, db,
3228                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3229                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3230         } else {
3231                 ASSERT(arc_released(data));
3232                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3233                     db->db_blkptr, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3234                     DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db), &zp, dbuf_write_ready,
3235                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3236                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3237         }
3238 }