]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFV r316931: 6268 zfs diff confused by moving a file to another directory
[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, 2017 by Delphix. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. All rights reserved.
27  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
28  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
29  */
30
31 #include <sys/zfs_context.h>
32 #include <sys/dmu.h>
33 #include <sys/dmu_send.h>
34 #include <sys/dmu_impl.h>
35 #include <sys/dbuf.h>
36 #include <sys/dmu_objset.h>
37 #include <sys/dsl_dataset.h>
38 #include <sys/dsl_dir.h>
39 #include <sys/dmu_tx.h>
40 #include <sys/spa.h>
41 #include <sys/zio.h>
42 #include <sys/dmu_zfetch.h>
43 #include <sys/sa.h>
44 #include <sys/sa_impl.h>
45 #include <sys/zfeature.h>
46 #include <sys/blkptr.h>
47 #include <sys/range_tree.h>
48 #include <sys/callb.h>
49 #include <sys/abd.h>
50
51 uint_t zfs_dbuf_evict_key;
52
53 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
54 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
55
56 #ifndef __lint
57 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
58     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_sync,
59     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_async,
60     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_kmem_cache;
67 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
68
69 static kthread_t *dbuf_cache_evict_thread;
70 static kmutex_t dbuf_evict_lock;
71 static kcondvar_t dbuf_evict_cv;
72 static boolean_t dbuf_evict_thread_exit;
73
74 /*
75  * LRU cache of dbufs. The dbuf cache maintains a list of dbufs that
76  * are not currently held but have been recently released. These dbufs
77  * are not eligible for arc eviction until they are aged out of the cache.
78  * Dbufs are added to the dbuf cache once the last hold is released. If a
79  * dbuf is later accessed and still exists in the dbuf cache, then it will
80  * be removed from the cache and later re-added to the head of the cache.
81  * Dbufs that are aged out of the cache will be immediately destroyed and
82  * become eligible for arc eviction.
83  */
84 static multilist_t *dbuf_cache;
85 static refcount_t dbuf_cache_size;
86 uint64_t dbuf_cache_max_bytes = 100 * 1024 * 1024;
87
88 /* Cap the size of the dbuf cache to log2 fraction of arc size. */
89 int dbuf_cache_max_shift = 5;
90
91 /*
92  * The dbuf cache uses a three-stage eviction policy:
93  *      - A low water marker designates when the dbuf eviction thread
94  *      should stop evicting from the dbuf cache.
95  *      - When we reach the maximum size (aka mid water mark), we
96  *      signal the eviction thread to run.
97  *      - The high water mark indicates when the eviction thread
98  *      is unable to keep up with the incoming load and eviction must
99  *      happen in the context of the calling thread.
100  *
101  * The dbuf cache:
102  *                                                 (max size)
103  *                                      low water   mid water   hi water
104  * +----------------------------------------+----------+----------+
105  * |                                        |          |          |
106  * |                                        |          |          |
107  * |                                        |          |          |
108  * |                                        |          |          |
109  * +----------------------------------------+----------+----------+
110  *                                        stop        signal     evict
111  *                                      evicting     eviction   directly
112  *                                                    thread
113  *
114  * The high and low water marks indicate the operating range for the eviction
115  * thread. The low water mark is, by default, 90% of the total size of the
116  * cache and the high water mark is at 110% (both of these percentages can be
117  * changed by setting dbuf_cache_lowater_pct and dbuf_cache_hiwater_pct,
118  * respectively). The eviction thread will try to ensure that the cache remains
119  * within this range by waking up every second and checking if the cache is
120  * above the low water mark. The thread can also be woken up by callers adding
121  * elements into the cache if the cache is larger than the mid water (i.e max
122  * cache size). Once the eviction thread is woken up and eviction is required,
123  * it will continue evicting buffers until it's able to reduce the cache size
124  * to the low water mark. If the cache size continues to grow and hits the high
125  * water mark, then callers adding elments to the cache will begin to evict
126  * directly from the cache until the cache is no longer above the high water
127  * mark.
128  */
129
130 /*
131  * The percentage above and below the maximum cache size.
132  */
133 uint_t dbuf_cache_hiwater_pct = 10;
134 uint_t dbuf_cache_lowater_pct = 10;
135
136 /* ARGSUSED */
137 static int
138 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
139 {
140         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
141         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
142
143         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
144         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
145         multilist_link_init(&db->db_cache_link);
146         refcount_create(&db->db_holds);
147
148         return (0);
149 }
150
151 /* ARGSUSED */
152 static void
153 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
154 {
155         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
156         mutex_destroy(&db->db_mtx);
157         cv_destroy(&db->db_changed);
158         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
159         refcount_destroy(&db->db_holds);
160 }
161
162 /*
163  * dbuf hash table routines
164  */
165 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
166
167 static uint64_t dbuf_hash_count;
168
169 static uint64_t
170 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
171 {
172         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
173         uint64_t crc = -1ULL;
174
175         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
176         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
177         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
178         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
179         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
180         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
181         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
182
183         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
184
185         return (crc);
186 }
187
188 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
189         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
190         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
191         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
192         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
193
194 dmu_buf_impl_t *
195 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
196 {
197         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
198         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
199         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
200         dmu_buf_impl_t *db;
201
202         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
203         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
204                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
205                         mutex_enter(&db->db_mtx);
206                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
207                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
208                                 return (db);
209                         }
210                         mutex_exit(&db->db_mtx);
211                 }
212         }
213         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
214         return (NULL);
215 }
216
217 static dmu_buf_impl_t *
218 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
219 {
220         dnode_t *dn;
221         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
222
223         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
224                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
225                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
226                         db = dn->dn_bonus;
227                         mutex_enter(&db->db_mtx);
228                 }
229                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
230                 dnode_rele(dn, FTAG);
231         }
232         return (db);
233 }
234
235 /*
236  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
237  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
238  * will be returned and the new element will not be inserted.
239  * Otherwise returns NULL.
240  */
241 static dmu_buf_impl_t *
242 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
243 {
244         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
245         objset_t *os = db->db_objset;
246         uint64_t obj = db->db.db_object;
247         int level = db->db_level;
248         uint64_t blkid = db->db_blkid;
249         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
250         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
251         dmu_buf_impl_t *dbf;
252
253         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
254         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
255                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
256                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
257                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
258                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
259                                 return (dbf);
260                         }
261                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
262                 }
263         }
264
265         mutex_enter(&db->db_mtx);
266         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
267         h->hash_table[idx] = db;
268         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
269         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
270
271         return (NULL);
272 }
273
274 /*
275  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
276  */
277 static void
278 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
279 {
280         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
281         uint64_t hv = dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
282             db->db_level, db->db_blkid);
283         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
284         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
285
286         /*
287          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
288          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
289          */
290         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
291         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
292         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
293
294         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
295         dbp = &h->hash_table[idx];
296         while ((dbf = *dbp) != db) {
297                 dbp = &dbf->db_hash_next;
298                 ASSERT(dbf != NULL);
299         }
300         *dbp = db->db_hash_next;
301         db->db_hash_next = NULL;
302         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
303         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
304 }
305
306 typedef enum {
307         DBVU_EVICTING,
308         DBVU_NOT_EVICTING
309 } dbvu_verify_type_t;
310
311 static void
312 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
313 {
314 #ifdef ZFS_DEBUG
315         int64_t holds;
316
317         if (db->db_user == NULL)
318                 return;
319
320         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
321         ASSERT(db->db_level == 0);
322
323         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
324         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
325         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
326
327         holds = refcount_count(&db->db_holds);
328         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
329                 /*
330                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
331                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
332                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
333                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
334                  * during eviction even though db_mtx is held (see
335                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
336                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
337                  */
338                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
339         } else {
340                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
341                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
342                 else
343                         ASSERT3U(holds, >, 0);
344         }
345 #endif
346 }
347
348 static void
349 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
350 {
351         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
352
353         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
354
355         if (dbu == NULL)
356                 return;
357
358         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
359         db->db_user = NULL;
360
361 #ifdef ZFS_DEBUG
362         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
363                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
364 #endif
365
366         /*
367          * There are two eviction callbacks - one that we call synchronously
368          * and one that we invoke via a taskq.  The async one is useful for
369          * avoiding lock order reversals and limiting stack depth.
370          *
371          * Note that if we have a sync callback but no async callback,
372          * it's likely that the sync callback will free the structure
373          * containing the dbu.  In that case we need to take care to not
374          * dereference dbu after calling the sync evict func.
375          */
376         boolean_t has_async = (dbu->dbu_evict_func_async != NULL);
377
378         if (dbu->dbu_evict_func_sync != NULL)
379                 dbu->dbu_evict_func_sync(dbu);
380
381         if (has_async) {
382                 taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func_async,
383                     dbu, 0, &dbu->dbu_tqent);
384         }
385 }
386
387 boolean_t
388 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
389 {
390         if (db->db_level > 0) {
391                 return (B_TRUE);
392         } else {
393                 boolean_t is_metadata;
394
395                 DB_DNODE_ENTER(db);
396                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
397                 DB_DNODE_EXIT(db);
398
399                 return (is_metadata);
400         }
401 }
402
403 /*
404  * This function *must* return indices evenly distributed between all
405  * sublists of the multilist. This is needed due to how the dbuf eviction
406  * code is laid out; dbuf_evict_thread() assumes dbufs are evenly
407  * distributed between all sublists and uses this assumption when
408  * deciding which sublist to evict from and how much to evict from it.
409  */
410 unsigned int
411 dbuf_cache_multilist_index_func(multilist_t *ml, void *obj)
412 {
413         dmu_buf_impl_t *db = obj;
414
415         /*
416          * The assumption here, is the hash value for a given
417          * dmu_buf_impl_t will remain constant throughout it's lifetime
418          * (i.e. it's objset, object, level and blkid fields don't change).
419          * Thus, we don't need to store the dbuf's sublist index
420          * on insertion, as this index can be recalculated on removal.
421          *
422          * Also, the low order bits of the hash value are thought to be
423          * distributed evenly. Otherwise, in the case that the multilist
424          * has a power of two number of sublists, each sublists' usage
425          * would not be evenly distributed.
426          */
427         return (dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
428             db->db_level, db->db_blkid) %
429             multilist_get_num_sublists(ml));
430 }
431
432 static inline boolean_t
433 dbuf_cache_above_hiwater(void)
434 {
435         uint64_t dbuf_cache_hiwater_bytes =
436             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_hiwater_pct) / 100;
437
438         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
439             dbuf_cache_max_bytes + dbuf_cache_hiwater_bytes);
440 }
441
442 static inline boolean_t
443 dbuf_cache_above_lowater(void)
444 {
445         uint64_t dbuf_cache_lowater_bytes =
446             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_lowater_pct) / 100;
447
448         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
449             dbuf_cache_max_bytes - dbuf_cache_lowater_bytes);
450 }
451
452 /*
453  * Evict the oldest eligible dbuf from the dbuf cache.
454  */
455 static void
456 dbuf_evict_one(void)
457 {
458         int idx = multilist_get_random_index(dbuf_cache);
459         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock(dbuf_cache, idx);
460
461         ASSERT(!MUTEX_HELD(&dbuf_evict_lock));
462
463         /*
464          * Set the thread's tsd to indicate that it's processing evictions.
465          * Once a thread stops evicting from the dbuf cache it will
466          * reset its tsd to NULL.
467          */
468         ASSERT3P(tsd_get(zfs_dbuf_evict_key), ==, NULL);
469         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, (void *)B_TRUE);
470
471         dmu_buf_impl_t *db = multilist_sublist_tail(mls);
472         while (db != NULL && mutex_tryenter(&db->db_mtx) == 0) {
473                 db = multilist_sublist_prev(mls, db);
474         }
475
476         DTRACE_PROBE2(dbuf__evict__one, dmu_buf_impl_t *, db,
477             multilist_sublist_t *, mls);
478
479         if (db != NULL) {
480                 multilist_sublist_remove(mls, db);
481                 multilist_sublist_unlock(mls);
482                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
483                     db->db.db_size, db);
484                 dbuf_destroy(db);
485         } else {
486                 multilist_sublist_unlock(mls);
487         }
488         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, NULL);
489 }
490
491 /*
492  * The dbuf evict thread is responsible for aging out dbufs from the
493  * cache. Once the cache has reached it's maximum size, dbufs are removed
494  * and destroyed. The eviction thread will continue running until the size
495  * of the dbuf cache is at or below the maximum size. Once the dbuf is aged
496  * out of the cache it is destroyed and becomes eligible for arc eviction.
497  */
498 static void
499 dbuf_evict_thread(void *dummy __unused)
500 {
501         callb_cpr_t cpr;
502
503         CALLB_CPR_INIT(&cpr, &dbuf_evict_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
504
505         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
506         while (!dbuf_evict_thread_exit) {
507                 while (!dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
508                         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
509                         (void) cv_timedwait_hires(&dbuf_evict_cv,
510                             &dbuf_evict_lock, SEC2NSEC(1), MSEC2NSEC(1), 0);
511                         CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &dbuf_evict_lock);
512                 }
513                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
514
515                 /*
516                  * Keep evicting as long as we're above the low water mark
517                  * for the cache. We do this without holding the locks to
518                  * minimize lock contention.
519                  */
520                 while (dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
521                         dbuf_evict_one();
522                 }
523
524                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
525         }
526
527         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
528         cv_broadcast(&dbuf_evict_cv);
529         CALLB_CPR_EXIT(&cpr);   /* drops dbuf_evict_lock */
530         thread_exit();
531 }
532
533 /*
534  * Wake up the dbuf eviction thread if the dbuf cache is at its max size.
535  * If the dbuf cache is at its high water mark, then evict a dbuf from the
536  * dbuf cache using the callers context.
537  */
538 static void
539 dbuf_evict_notify(void)
540 {
541
542         /*
543          * We use thread specific data to track when a thread has
544          * started processing evictions. This allows us to avoid deeply
545          * nested stacks that would have a call flow similar to this:
546          *
547          * dbuf_rele()-->dbuf_rele_and_unlock()-->dbuf_evict_notify()
548          *      ^                                               |
549          *      |                                               |
550          *      +-----dbuf_destroy()<--dbuf_evict_one()<--------+
551          *
552          * The dbuf_eviction_thread will always have its tsd set until
553          * that thread exits. All other threads will only set their tsd
554          * if they are participating in the eviction process. This only
555          * happens if the eviction thread is unable to process evictions
556          * fast enough. To keep the dbuf cache size in check, other threads
557          * can evict from the dbuf cache directly. Those threads will set
558          * their tsd values so that we ensure that they only evict one dbuf
559          * from the dbuf cache.
560          */
561         if (tsd_get(zfs_dbuf_evict_key) != NULL)
562                 return;
563
564         /*
565          * We check if we should evict without holding the dbuf_evict_lock,
566          * because it's OK to occasionally make the wrong decision here,
567          * and grabbing the lock results in massive lock contention.
568          */
569         if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
570                 if (dbuf_cache_above_hiwater())
571                         dbuf_evict_one();
572                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
573         }
574 }
575
576 void
577 dbuf_init(void)
578 {
579         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
580         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
581         int i;
582
583         /*
584          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
585          * with an average 4K block size.  The table will take up
586          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
587          */
588         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
589                 hsize <<= 1;
590
591 retry:
592         h->hash_table_mask = hsize - 1;
593         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
594         if (h->hash_table == NULL) {
595                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
596                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
597                 hsize >>= 1;
598                 goto retry;
599         }
600
601         dbuf_kmem_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
602             sizeof (dmu_buf_impl_t),
603             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
604
605         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
606                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
607
608         /*
609          * Setup the parameters for the dbuf cache. We cap the size of the
610          * dbuf cache to 1/32nd (default) of the size of the ARC.
611          */
612         dbuf_cache_max_bytes = MIN(dbuf_cache_max_bytes,
613             arc_max_bytes() >> dbuf_cache_max_shift);
614
615         /*
616          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
617          * configuration is not required.
618          */
619         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
620
621         dbuf_cache = multilist_create(sizeof (dmu_buf_impl_t),
622             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_cache_link),
623             dbuf_cache_multilist_index_func);
624         refcount_create(&dbuf_cache_size);
625
626         tsd_create(&zfs_dbuf_evict_key, NULL);
627         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
628         mutex_init(&dbuf_evict_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
629         cv_init(&dbuf_evict_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
630         dbuf_cache_evict_thread = thread_create(NULL, 0, dbuf_evict_thread,
631             NULL, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
632 }
633
634 void
635 dbuf_fini(void)
636 {
637         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
638         int i;
639
640         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
641                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
642         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
643         kmem_cache_destroy(dbuf_kmem_cache);
644         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
645
646         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
647         dbuf_evict_thread_exit = B_TRUE;
648         while (dbuf_evict_thread_exit) {
649                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
650                 cv_wait(&dbuf_evict_cv, &dbuf_evict_lock);
651         }
652         mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
653         tsd_destroy(&zfs_dbuf_evict_key);
654
655         mutex_destroy(&dbuf_evict_lock);
656         cv_destroy(&dbuf_evict_cv);
657
658         refcount_destroy(&dbuf_cache_size);
659         multilist_destroy(dbuf_cache);
660 }
661
662 /*
663  * Other stuff.
664  */
665
666 #ifdef ZFS_DEBUG
667 static void
668 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
669 {
670         dnode_t *dn;
671         dbuf_dirty_record_t *dr;
672
673         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
674
675         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
676                 return;
677
678         ASSERT(db->db_objset != NULL);
679         DB_DNODE_ENTER(db);
680         dn = DB_DNODE(db);
681         if (dn == NULL) {
682                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
683                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
684         } else {
685                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
686                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
687                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
688                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
689                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
690                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
691         }
692         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
693                 ASSERT(dn != NULL);
694                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
695                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
696         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
697                 ASSERT(dn != NULL);
698                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
699                 ASSERT0(db->db.db_offset);
700         } else {
701                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
702         }
703
704         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
705                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
706
707         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
708                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
709
710         /*
711          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
712          * can be momentarily different when another thread is doing
713          * dnode_set_blksz().
714          */
715         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
716                 dr = db->db_data_pending;
717                 /*
718                  * It should only be modified in syncing context, so
719                  * make sure we only have one copy of the data.
720                  */
721                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
722         }
723
724         /* verify db->db_blkptr */
725         if (db->db_blkptr) {
726                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
727                         /* db is pointed to by the dnode */
728                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
729                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
730                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
731                         else
732                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
733                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
734                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
735                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
736                 } else {
737                         /* db is pointed to by an indirect block */
738                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
739                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
740                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
741                             db->db.db_object);
742                         /*
743                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
744                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
745                          * grows.  safe to do this now?
746                          */
747                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
748                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
749                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
750                                     db->db_blkid % epb));
751                         }
752                 }
753         }
754         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
755             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
756             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
757             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
758                 /*
759                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
760                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
761                  * data when we evict this buffer.
762                  *
763                  * There is an exception to this rule for indirect blocks; in
764                  * this case, if the indirect block is a hole, we fill in a few
765                  * fields on each of the child blocks (importantly, birth time)
766                  * to prevent hole birth times from being lost when you
767                  * partially fill in a hole.
768                  */
769                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
770                         if (db->db_level == 0) {
771                                 uint64_t *buf = db->db.db_data;
772                                 int i;
773
774                                 for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
775                                         ASSERT(buf[i] == 0);
776                                 }
777                         } else {
778                                 blkptr_t *bps = db->db.db_data;
779                                 ASSERT3U(1 << DB_DNODE(db)->dn_indblkshift, ==,
780                                     db->db.db_size);
781                                 /*
782                                  * We want to verify that all the blkptrs in the
783                                  * indirect block are holes, but we may have
784                                  * automatically set up a few fields for them.
785                                  * We iterate through each blkptr and verify
786                                  * they only have those fields set.
787                                  */
788                                 for (int i = 0;
789                                     i < db->db.db_size / sizeof (blkptr_t);
790                                     i++) {
791                                         blkptr_t *bp = &bps[i];
792                                         ASSERT(ZIO_CHECKSUM_IS_ZERO(
793                                             &bp->blk_cksum));
794                                         ASSERT(
795                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[0]) &&
796                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[1]) &&
797                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[2]));
798                                         ASSERT0(bp->blk_fill);
799                                         ASSERT0(bp->blk_pad[0]);
800                                         ASSERT0(bp->blk_pad[1]);
801                                         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
802                                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
803                                         ASSERT0(bp->blk_phys_birth);
804                                 }
805                         }
806                 }
807         }
808         DB_DNODE_EXIT(db);
809 }
810 #endif
811
812 static void
813 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
814 {
815         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
816         dbuf_evict_user(db);
817         ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
818         db->db.db_data = NULL;
819         if (db->db_state != DB_NOFILL)
820                 db->db_state = DB_UNCACHED;
821 }
822
823 static void
824 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
825 {
826         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
827         ASSERT(buf != NULL);
828
829         db->db_buf = buf;
830         ASSERT(buf->b_data != NULL);
831         db->db.db_data = buf->b_data;
832 }
833
834 /*
835  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
836  */
837 arc_buf_t *
838 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
839 {
840         arc_buf_t *abuf;
841
842         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
843         mutex_enter(&db->db_mtx);
844         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
845                 int blksz = db->db.db_size;
846                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
847
848                 mutex_exit(&db->db_mtx);
849                 abuf = arc_loan_buf(spa, B_FALSE, blksz);
850                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
851         } else {
852                 abuf = db->db_buf;
853                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
854                 db->db_buf = NULL;
855                 dbuf_clear_data(db);
856                 mutex_exit(&db->db_mtx);
857         }
858         return (abuf);
859 }
860
861 /*
862  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
863  * provided.
864  */
865 uint64_t
866 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
867 {
868         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
869                 /*
870                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
871                  * the number of level 0s in a level n block.
872                  *
873                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
874                  * offset / 2^datablkshift.
875                  *
876                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
877                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
878                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
879                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
880                  *
881                  * Thus, the level n blkid is: offset /
882                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
883                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
884                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
885                  * = offset >> (datablkshift + level *
886                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
887                  */
888                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
889                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
890         } else {
891                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
892                 return (0);
893         }
894 }
895
896 static void
897 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
898 {
899         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
900
901         mutex_enter(&db->db_mtx);
902         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
903         /*
904          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
905          */
906         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
907         ASSERT(db->db_buf == NULL);
908         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
909         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
910                 /* we were freed in flight; disregard any error */
911                 arc_release(buf, db);
912                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
913                 arc_buf_freeze(buf);
914                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
915                 dbuf_set_data(db, buf);
916                 db->db_state = DB_CACHED;
917         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
918                 dbuf_set_data(db, buf);
919                 db->db_state = DB_CACHED;
920         } else {
921                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
922                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
923                 arc_buf_destroy(buf, db);
924                 db->db_state = DB_UNCACHED;
925         }
926         cv_broadcast(&db->db_changed);
927         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
928 }
929
930 static void
931 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
932 {
933         dnode_t *dn;
934         zbookmark_phys_t zb;
935         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
936
937         DB_DNODE_ENTER(db);
938         dn = DB_DNODE(db);
939         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
940         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
941         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
942         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
943         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
944         ASSERT(db->db_buf == NULL);
945
946         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
947                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
948
949                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
950                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
951                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
952                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
953                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
954                 if (bonuslen)
955                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
956                 DB_DNODE_EXIT(db);
957                 db->db_state = DB_CACHED;
958                 mutex_exit(&db->db_mtx);
959                 return;
960         }
961
962         /*
963          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
964          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
965          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
966          */
967         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
968             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
969             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
970                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
971
972                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(db->db_objset->os_spa, db, type,
973                     db->db.db_size));
974                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
975
976                 if (db->db_blkptr != NULL && db->db_level > 0 &&
977                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
978                     db->db_blkptr->blk_birth != 0) {
979                         blkptr_t *bps = db->db.db_data;
980                         for (int i = 0; i < ((1 <<
981                             DB_DNODE(db)->dn_indblkshift) / sizeof (blkptr_t));
982                             i++) {
983                                 blkptr_t *bp = &bps[i];
984                                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
985                                     1 << dn->dn_indblkshift);
986                                 BP_SET_LSIZE(bp,
987                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) == 1 ?
988                                     dn->dn_datablksz :
989                                     BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr));
990                                 BP_SET_TYPE(bp, BP_GET_TYPE(db->db_blkptr));
991                                 BP_SET_LEVEL(bp,
992                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) - 1);
993                                 BP_SET_BIRTH(bp, db->db_blkptr->blk_birth, 0);
994                         }
995                 }
996                 DB_DNODE_EXIT(db);
997                 db->db_state = DB_CACHED;
998                 mutex_exit(&db->db_mtx);
999                 return;
1000         }
1001
1002         DB_DNODE_EXIT(db);
1003
1004         db->db_state = DB_READ;
1005         mutex_exit(&db->db_mtx);
1006
1007         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
1008                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
1009
1010         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
1011             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1012             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1013
1014         dbuf_add_ref(db, NULL);
1015
1016         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
1017             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
1018             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
1019             &aflags, &zb);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of buffers that
1024  * have been modified in a previous transaction group before we access them in
1025  * the current active group.
1026  *
1027  * This function is used in three places: when we are dirtying a buffer for the
1028  * first time in a txg, when we are freeing a range in a dnode that includes
1029  * this buffer, and when we are accessing a buffer which was received compressed
1030  * and later referenced in a WRITE_BYREF record.
1031  *
1032  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do not put a hold on
1033  * the buffer, we just traverse the active dbuf list for the dnode.
1034  */
1035 static void
1036 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
1037 {
1038         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1039
1040         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1041         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1042         ASSERT(db->db_level == 0);
1043         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1044
1045         if (dr == NULL ||
1046             (dr->dt.dl.dr_data !=
1047             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
1048                 return;
1049
1050         /*
1051          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
1052          * and its referencing the dbuf data, either:
1053          *      reset the reference to point to a new copy,
1054          * or (if there a no active holders)
1055          *      just null out the current db_data pointer.
1056          */
1057         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
1058         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1059                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
1060                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
1061                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1062                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1063         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1064                 int size = arc_buf_size(db->db_buf);
1065                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1066                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1067                 enum zio_compress compress_type =
1068                     arc_get_compression(db->db_buf);
1069
1070                 if (compress_type == ZIO_COMPRESS_OFF) {
1071                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_buf(spa, db, type, size);
1072                 } else {
1073                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
1074                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_compressed_buf(spa, db,
1075                             size, arc_buf_lsize(db->db_buf), compress_type);
1076                 }
1077                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
1078         } else {
1079                 db->db_buf = NULL;
1080                 dbuf_clear_data(db);
1081         }
1082 }
1083
1084 int
1085 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
1086 {
1087         int err = 0;
1088         boolean_t prefetch;
1089         dnode_t *dn;
1090
1091         /*
1092          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
1093          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
1094          */
1095         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1096
1097         if (db->db_state == DB_NOFILL)
1098                 return (SET_ERROR(EIO));
1099
1100         DB_DNODE_ENTER(db);
1101         dn = DB_DNODE(db);
1102         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1103                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1104
1105         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1106             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
1107             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
1108
1109         mutex_enter(&db->db_mtx);
1110         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1111                 /*
1112                  * If the arc buf is compressed, we need to decompress it to
1113                  * read the data. This could happen during the "zfs receive" of
1114                  * a stream which is compressed and deduplicated.
1115                  */
1116                 if (db->db_buf != NULL &&
1117                     arc_get_compression(db->db_buf) != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1118                         dbuf_fix_old_data(db,
1119                             spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1120                         err = arc_decompress(db->db_buf);
1121                         dbuf_set_data(db, db->db_buf);
1122                 }
1123                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1124                 if (prefetch)
1125                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1126                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1127                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1128                 DB_DNODE_EXIT(db);
1129         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1130                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1131                 boolean_t need_wait = B_FALSE;
1132
1133                 if (zio == NULL &&
1134                     db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1135                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
1136                         need_wait = B_TRUE;
1137                 }
1138                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
1139
1140                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
1141
1142                 if (prefetch)
1143                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1144
1145                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1146                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1147                 DB_DNODE_EXIT(db);
1148
1149                 if (need_wait)
1150                         err = zio_wait(zio);
1151         } else {
1152                 /*
1153                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
1154                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
1155                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
1156                  * first reader's request will reach the read_done callback
1157                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
1158                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
1159                  */
1160                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1161                 if (prefetch)
1162                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1163                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1164                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1165                 DB_DNODE_EXIT(db);
1166
1167                 /* Skip the wait per the caller's request. */
1168                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1169                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
1170                         while (db->db_state == DB_READ ||
1171                             db->db_state == DB_FILL) {
1172                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
1173                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
1174                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
1175                                     db, zio_t *, zio);
1176                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1177                         }
1178                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
1179                                 err = SET_ERROR(EIO);
1180                 }
1181                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1182         }
1183
1184         return (err);
1185 }
1186
1187 static void
1188 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
1189 {
1190         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1191         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1192         mutex_enter(&db->db_mtx);
1193         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1194                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1195         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1196                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1197                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1198
1199                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
1200                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1201                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(spa, db, type, db->db.db_size));
1202                 db->db_state = DB_FILL;
1203         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
1204                 dbuf_clear_data(db);
1205         } else {
1206                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1207         }
1208         mutex_exit(&db->db_mtx);
1209 }
1210
1211 void
1212 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
1213 {
1214         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1215         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1216         uint64_t txg = dr->dr_txg;
1217
1218         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1219         /*
1220          * This assert is valid because dmu_sync() expects to be called by
1221          * a zilog's get_data while holding a range lock.  This call only
1222          * comes from dbuf_dirty() callers who must also hold a range lock.
1223          */
1224         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
1225         ASSERT(db->db_level == 0);
1226
1227         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1228             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
1229                 return;
1230
1231         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
1232
1233         /* free this block */
1234         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
1235                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
1236
1237         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1238         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
1239
1240         /*
1241          * Release the already-written buffer, so we leave it in
1242          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
1243          * modifying the buffer, so they will immediately do
1244          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
1245          * the buf thawed to save the effort of freezing &
1246          * immediately re-thawing it.
1247          */
1248         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
1253  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
1254  * empty blocks.
1255  */
1256 void
1257 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1258     dmu_tx_t *tx)
1259 {
1260         dmu_buf_impl_t db_search;
1261         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1262         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1263         avl_index_t where;
1264
1265         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid &&
1266             !(start_blkid == DMU_SPILL_BLKID || end_blkid == DMU_SPILL_BLKID))
1267                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
1268         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
1269
1270         db_search.db_level = 0;
1271         db_search.db_blkid = start_blkid;
1272         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1273
1274         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1275         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1276         ASSERT3P(db, ==, NULL);
1277
1278         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1279
1280         for (; db != NULL; db = db_next) {
1281                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
1282                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1283
1284                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
1285                         break;
1286                 }
1287                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1288
1289                 /* found a level 0 buffer in the range */
1290                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1291                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
1292                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
1293                         continue;
1294                 }
1295
1296                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
1297                     db->db_state == DB_NOFILL ||
1298                     db->db_state == DB_EVICTING) {
1299                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1300                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1301                         continue;
1302                 }
1303                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
1304                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
1305                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
1306                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1307                         continue;
1308                 }
1309                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
1310                         ASSERT(db->db_buf);
1311                         dbuf_destroy(db);
1312                         continue;
1313                 }
1314                 /* The dbuf is referenced */
1315
1316                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
1317                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1318
1319                         if (dr->dr_txg == txg) {
1320                                 /*
1321                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
1322                                  * size to reflect that this buffer may
1323                                  * contain new data when we sync.
1324                                  */
1325                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
1326                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
1327                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
1328                                 dbuf_unoverride(dr);
1329                         } else {
1330                                 /*
1331                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1332                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1333                                  * the open context) or reset its contents to
1334                                  * empty.
1335                                  */
1336                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1337                         }
1338                 }
1339                 /* clear the contents if its cached */
1340                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1341                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1342                         arc_release(db->db_buf, db);
1343                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1344                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1345                 }
1346
1347                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1348         }
1349         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1350 }
1351
1352 void
1353 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1354 {
1355         arc_buf_t *buf, *obuf;
1356         int osize = db->db.db_size;
1357         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1358         dnode_t *dn;
1359
1360         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1361
1362         DB_DNODE_ENTER(db);
1363         dn = DB_DNODE(db);
1364
1365         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1366         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1367
1368         /*
1369          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1370          * is OK, because there can be no other references to the db
1371          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1372          * be happening.
1373          */
1374         /*
1375          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1376          * value and returning that up to our callers
1377          */
1378         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1379
1380         /* create the data buffer for the new block */
1381         buf = arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type, size);
1382
1383         /* copy old block data to the new block */
1384         obuf = db->db_buf;
1385         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1386         /* zero the remainder */
1387         if (size > osize)
1388                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1389
1390         mutex_enter(&db->db_mtx);
1391         dbuf_set_data(db, buf);
1392         arc_buf_destroy(obuf, db);
1393         db->db.db_size = size;
1394
1395         if (db->db_level == 0) {
1396                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1397                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1398         }
1399         mutex_exit(&db->db_mtx);
1400
1401         dmu_objset_willuse_space(dn->dn_objset, size - osize, tx);
1402         DB_DNODE_EXIT(db);
1403 }
1404
1405 void
1406 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1407 {
1408         objset_t *os = db->db_objset;
1409
1410         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1411         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1412             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1413         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1414
1415         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1420  * dirtied again.
1421  */
1422 static void
1423 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1424 {
1425         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1426
1427         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1428
1429         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1430                 /*
1431                  * If this buffer has already been written out,
1432                  * we now need to reset its state.
1433                  */
1434                 dbuf_unoverride(dr);
1435                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1436                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1437                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1438                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1439                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1440                 }
1441         }
1442 }
1443
1444 dbuf_dirty_record_t *
1445 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1446 {
1447         dnode_t *dn;
1448         objset_t *os;
1449         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1450         int drop_struct_lock = FALSE;
1451         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1452
1453         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1454         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1455         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1456
1457         DB_DNODE_ENTER(db);
1458         dn = DB_DNODE(db);
1459         /*
1460          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1461          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1462          * were already pre-dirtied in open context.
1463          */
1464 #ifdef DEBUG
1465         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1466                 rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1467                     RW_READER, FTAG);
1468         }
1469         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1470             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1471             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1472             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1473         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1474                 rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1475 #endif
1476         /*
1477          * We make this assert for private objects as well, but after we
1478          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1479          * in syncing context.
1480          */
1481         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1482             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1483             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1484
1485         mutex_enter(&db->db_mtx);
1486         /*
1487          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1488          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1489          * syncing context don't bother holding ahead.
1490          */
1491         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1492             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1493             db->db_state == DB_NOFILL);
1494
1495         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1496         /*
1497          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1498          * initialize the objset.
1499          */
1500         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
1501                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1502                         rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1503                             RW_READER, FTAG);
1504                 }
1505                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1506                         dn->dn_dirtyctx = (dmu_tx_is_syncing(tx) ?
1507                             DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1508                         ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1509                         dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1510                 }
1511                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1512                         rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1513                             FTAG);
1514                 }
1515         }
1516         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1517
1518         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1519                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1520
1521         /*
1522          * If this buffer is already dirty, we're done.
1523          */
1524         drp = &db->db_last_dirty;
1525         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1526             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1527         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1528                 drp = &dr->dr_next;
1529         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1530                 DB_DNODE_EXIT(db);
1531
1532                 dbuf_redirty(dr);
1533                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1534                 return (dr);
1535         }
1536
1537         /*
1538          * Only valid if not already dirty.
1539          */
1540         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1541             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1542             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1543
1544         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1545
1546         /*
1547          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1548          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1549          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1550          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1551          * this assertion only if we're not already dirty.
1552          */
1553         os = dn->dn_objset;
1554         VERIFY3U(tx->tx_txg, <=, spa_final_dirty_txg(os->os_spa));
1555 #ifdef DEBUG
1556         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1557                 rrw_enter(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1558         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1559             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1560         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1561                 rrw_exit(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1562 #endif
1563         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1564
1565         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1566
1567         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1568                 dmu_objset_willuse_space(os, db->db.db_size, tx);
1569         }
1570
1571         /*
1572          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1573          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1574          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1575          */
1576         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1577         if (db->db_level == 0) {
1578                 void *data_old = db->db_buf;
1579
1580                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1581                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1582                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1583                                 data_old = db->db.db_data;
1584                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1585                                 /*
1586                                  * Release the data buffer from the cache so
1587                                  * that we can modify it without impacting
1588                                  * possible other users of this cached data
1589                                  * block.  Note that indirect blocks and
1590                                  * private objects are not released until the
1591                                  * syncing state (since they are only modified
1592                                  * then).
1593                                  */
1594                                 arc_release(db->db_buf, db);
1595                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1596                                 data_old = db->db_buf;
1597                         }
1598                         ASSERT(data_old != NULL);
1599                 }
1600                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1601         } else {
1602                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1603                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1604                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1605                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1606         }
1607         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1608                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1609         dr->dr_dbuf = db;
1610         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1611         dr->dr_next = *drp;
1612         *drp = dr;
1613
1614         /*
1615          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1616          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1617          * happened after the free.
1618          */
1619         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1620             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1621                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1622                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1623                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1624                             db->db_blkid, 1);
1625                 }
1626                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1627                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1628         }
1629
1630         /*
1631          * This buffer is now part of this txg
1632          */
1633         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1634         db->db_dirtycnt += 1;
1635         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1636
1637         mutex_exit(&db->db_mtx);
1638
1639         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1640             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1641                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1642                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1643                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1644                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1645                 dnode_setdirty(dn, tx);
1646                 DB_DNODE_EXIT(db);
1647                 return (dr);
1648         }
1649
1650         /*
1651          * The dn_struct_rwlock prevents db_blkptr from changing
1652          * due to a write from syncing context completing
1653          * while we are running, so we want to acquire it before
1654          * looking at db_blkptr.
1655          */
1656         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1657                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1658                 drop_struct_lock = TRUE;
1659         }
1660
1661         /*
1662          * We need to hold the dn_struct_rwlock to make this assertion,
1663          * because it protects dn_phys / dn_next_nlevels from changing.
1664          */
1665         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1666             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1667             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1668             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1669             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1670
1671         /*
1672          * If we are overwriting a dedup BP, then unless it is snapshotted,
1673          * when we get to syncing context we will need to decrement its
1674          * refcount in the DDT.  Prefetch the relevant DDT block so that
1675          * syncing context won't have to wait for the i/o.
1676          */
1677         ddt_prefetch(os->os_spa, db->db_blkptr);
1678
1679         if (db->db_level == 0) {
1680                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1681                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1682         }
1683
1684         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1685                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1686                 dbuf_dirty_record_t *di;
1687                 int parent_held = FALSE;
1688
1689                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1690                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1691
1692                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1693                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1694                         ASSERT(parent != NULL);
1695                         parent_held = TRUE;
1696                 }
1697                 if (drop_struct_lock)
1698                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1699                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1700                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1701                 if (parent_held)
1702                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1703
1704                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1705                 /*
1706                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1707                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1708                  */
1709                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1710                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1711                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1712                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1713                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1714                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1715                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1716                         dr->dr_parent = di;
1717                 }
1718                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1719         } else {
1720                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1721                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1722                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1723                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1724                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1725                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1726                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1727                 if (drop_struct_lock)
1728                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1729         }
1730
1731         dnode_setdirty(dn, tx);
1732         DB_DNODE_EXIT(db);
1733         return (dr);
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1738  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1739  */
1740 static boolean_t
1741 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1742 {
1743         dnode_t *dn;
1744         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1745         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1746
1747         ASSERT(txg != 0);
1748
1749         /*
1750          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1751          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1752          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1753          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1754          */
1755         ASSERT(db->db_objset ==
1756             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1757             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1758         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1759         ASSERT0(db->db_level);
1760         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1761
1762         /*
1763          * If this buffer is not dirty, we're done.
1764          */
1765         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1766                 if (dr->dr_txg <= txg)
1767                         break;
1768         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1769                 return (B_FALSE);
1770         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1771         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1772
1773         DB_DNODE_ENTER(db);
1774         dn = DB_DNODE(db);
1775
1776         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1777
1778         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1779
1780         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1781             dr->dr_accounted, txg);
1782
1783         *drp = dr->dr_next;
1784
1785         /*
1786          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1787          * where this dirty record may be put on a list.
1788          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1789          * every one of those list_insert calls.
1790          */
1791         if (dr->dr_parent) {
1792                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1793                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1794                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1795         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1796             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1797                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1798                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1799                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1800                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1801         }
1802         DB_DNODE_EXIT(db);
1803
1804         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1805                 dbuf_unoverride(dr);
1806
1807                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1808                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1809                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1810                         arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
1811         }
1812
1813         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1814
1815         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1816         db->db_dirtycnt -= 1;
1817
1818         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1819                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(db->db_buf));
1820                 dbuf_destroy(db);
1821                 return (B_TRUE);
1822         }
1823
1824         return (B_FALSE);
1825 }
1826
1827 void
1828 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1829 {
1830         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1831         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1832
1833         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1834         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1835
1836         /*
1837          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1838          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1839          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1840          * cached).
1841          */
1842         mutex_enter(&db->db_mtx);
1843         dbuf_dirty_record_t *dr;
1844         for (dr = db->db_last_dirty;
1845             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1846                 /*
1847                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1848                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1849                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1850                  */
1851                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1852                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1853                         dbuf_redirty(dr);
1854                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1855                         return;
1856                 }
1857         }
1858         mutex_exit(&db->db_mtx);
1859
1860         DB_DNODE_ENTER(db);
1861         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1862                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1863         DB_DNODE_EXIT(db);
1864         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1865         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1866 }
1867
1868 void
1869 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1870 {
1871         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1872
1873         db->db_state = DB_NOFILL;
1874
1875         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1876 }
1877
1878 void
1879 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1880 {
1881         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1882
1883         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1884         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1885         ASSERT(db->db_level == 0);
1886         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1887
1888         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1889             dmu_tx_private_ok(tx));
1890
1891         dbuf_noread(db);
1892         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1893 }
1894
1895 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1896 /* ARGSUSED */
1897 void
1898 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1899 {
1900         mutex_enter(&db->db_mtx);
1901         DBUF_VERIFY(db);
1902
1903         if (db->db_state == DB_FILL) {
1904                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1905                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1906                         /* we were freed while filling */
1907                         /* XXX dbuf_undirty? */
1908                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1909                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1910                 }
1911                 db->db_state = DB_CACHED;
1912                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1913         }
1914         mutex_exit(&db->db_mtx);
1915 }
1916
1917 void
1918 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1919     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1920     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1921     dmu_tx_t *tx)
1922 {
1923         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1924         struct dirty_leaf *dl;
1925         dmu_object_type_t type;
1926
1927         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1928                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1929                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1930         }
1931
1932         DB_DNODE_ENTER(db);
1933         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1934         DB_DNODE_EXIT(db);
1935
1936         ASSERT0(db->db_level);
1937         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1938
1939         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1940
1941         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1942         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1943         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1944             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1945         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1946         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1947         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1948         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1949
1950         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1951         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1956  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1957  */
1958 void
1959 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1960 {
1961         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1962         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1963         ASSERT(db->db_level == 0);
1964         ASSERT3U(dbuf_is_metadata(db), ==, arc_is_metadata(buf));
1965         ASSERT(buf != NULL);
1966         ASSERT(arc_buf_lsize(buf) == db->db.db_size);
1967         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1968
1969         arc_return_buf(buf, db);
1970         ASSERT(arc_released(buf));
1971
1972         mutex_enter(&db->db_mtx);
1973
1974         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1975                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1976
1977         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1978
1979         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1980             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1981                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1982                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1983                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1984                 arc_buf_destroy(buf, db);
1985                 xuio_stat_wbuf_copied();
1986                 return;
1987         }
1988
1989         xuio_stat_wbuf_nocopy();
1990         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1991                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1992
1993                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1994                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1995                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
1996                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
1997                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
1998                                     DR_OVERRIDDEN);
1999                                 arc_release(db->db_buf, db);
2000                         }
2001                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
2002                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2003                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
2004                         arc_release(db->db_buf, db);
2005                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2006                 }
2007                 db->db_buf = NULL;
2008         }
2009         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2010         dbuf_set_data(db, buf);
2011         db->db_state = DB_FILL;
2012         mutex_exit(&db->db_mtx);
2013         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2014         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
2015 }
2016
2017 void
2018 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
2019 {
2020         dnode_t *dn;
2021         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2022         dmu_buf_impl_t *dndb;
2023
2024         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2025         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2026
2027         if (db->db_buf != NULL) {
2028                 arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2029                 db->db_buf = NULL;
2030         }
2031
2032         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2033                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
2034                 zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
2035                 arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2036                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2037         }
2038
2039         dbuf_clear_data(db);
2040
2041         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2042                 multilist_remove(dbuf_cache, db);
2043                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2044                     db->db.db_size, db);
2045         }
2046
2047         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2048         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2049
2050         db->db_state = DB_EVICTING;
2051         db->db_blkptr = NULL;
2052
2053         /*
2054          * Now that db_state is DB_EVICTING, nobody else can find this via
2055          * the hash table.  We can now drop db_mtx, which allows us to
2056          * acquire the dn_dbufs_mtx.
2057          */
2058         mutex_exit(&db->db_mtx);
2059
2060         DB_DNODE_ENTER(db);
2061         dn = DB_DNODE(db);
2062         dndb = dn->dn_dbuf;
2063         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2064                 boolean_t needlock = !MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx);
2065                 if (needlock)
2066                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2067                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
2068                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2069                 membar_producer();
2070                 DB_DNODE_EXIT(db);
2071                 if (needlock)
2072                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2073                 /*
2074                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
2075                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
2076                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
2077                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
2078                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
2079                  * release any lock.
2080                  */
2081                 dnode_rele(dn, db);
2082                 db->db_dnode_handle = NULL;
2083
2084                 dbuf_hash_remove(db);
2085         } else {
2086                 DB_DNODE_EXIT(db);
2087         }
2088
2089         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2090
2091         db->db_parent = NULL;
2092
2093         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2094         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2095         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2096         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2097         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2098         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
2099
2100         kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2101         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2102
2103         /*
2104          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
2105          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
2106          */
2107         if (parent && parent != dndb)
2108                 dbuf_rele(parent, db);
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
2113  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
2114  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
2115  * object.
2116  */
2117 static int
2118 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
2119     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
2120 {
2121         *parentp = NULL;
2122         *bpp = NULL;
2123
2124         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2125
2126         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2127                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2128                 if (dn->dn_have_spill &&
2129                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
2130                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
2131                 else
2132                         *bpp = NULL;
2133                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2134                 *parentp = dn->dn_dbuf;
2135                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2136                 return (0);
2137         }
2138
2139         int nlevels =
2140             (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) ? 1 : dn->dn_phys->dn_nlevels;
2141         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2142
2143         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
2144         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2145         /*
2146          * This assertion shouldn't trip as long as the max indirect block size
2147          * is less than 1M.  The reason for this is that up to that point,
2148          * the number of levels required to address an entire object with blocks
2149          * of size SPA_MINBLOCKSIZE satisfies nlevels * epbs + 1 <= 64.  In
2150          * other words, if N * epbs + 1 > 64, then if (N-1) * epbs + 1 > 55
2151          * (i.e. we can address the entire object), objects will all use at most
2152          * N-1 levels and the assertion won't overflow.  However, once epbs is
2153          * 13, 4 * 13 + 1 = 53, but 5 * 13 + 1 = 66.  Then, 4 levels will not be
2154          * enough to address an entire object, so objects will have 5 levels,
2155          * but then this assertion will overflow.
2156          *
2157          * All this is to say that if we ever increase DN_MAX_INDBLKSHIFT, we
2158          * need to redo this logic to handle overflows.
2159          */
2160         ASSERT(level >= nlevels ||
2161             ((nlevels - level - 1) * epbs) +
2162             highbit64(dn->dn_phys->dn_nblkptr) <= 64);
2163         if (level >= nlevels ||
2164             blkid >= ((uint64_t)dn->dn_phys->dn_nblkptr <<
2165             ((nlevels - level - 1) * epbs)) ||
2166             (fail_sparse &&
2167             blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
2168                 /* the buffer has no parent yet */
2169                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2170         } else if (level < nlevels-1) {
2171                 /* this block is referenced from an indirect block */
2172                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
2173                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
2174                 if (err)
2175                         return (err);
2176                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
2177                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
2178                 if (err) {
2179                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
2180                         *parentp = NULL;
2181                         return (err);
2182                 }
2183                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
2184                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2185                 if (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))
2186                         ASSERT(BP_IS_HOLE(*bpp));
2187                 return (0);
2188         } else {
2189                 /* the block is referenced from the dnode */
2190                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
2191                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
2192                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2193                 if (dn->dn_dbuf) {
2194                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2195                         *parentp = dn->dn_dbuf;
2196                 }
2197                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
2198                 return (0);
2199         }
2200 }
2201
2202 static dmu_buf_impl_t *
2203 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2204     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
2205 {
2206         objset_t *os = dn->dn_objset;
2207         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
2208
2209         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2210         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
2211
2212         db = kmem_cache_alloc(dbuf_kmem_cache, KM_SLEEP);
2213
2214         db->db_objset = os;
2215         db->db.db_object = dn->dn_object;
2216         db->db_level = level;
2217         db->db_blkid = blkid;
2218         db->db_last_dirty = NULL;
2219         db->db_dirtycnt = 0;
2220         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
2221         db->db_parent = parent;
2222         db->db_blkptr = blkptr;
2223
2224         db->db_user = NULL;
2225         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
2226         db->db_freed_in_flight = FALSE;
2227         db->db_pending_evict = FALSE;
2228
2229         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2230                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
2231                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
2232                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
2233                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
2234                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
2235                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2236                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
2237                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2238                 return (db);
2239         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2240                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
2241                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
2242                 db->db.db_offset = 0;
2243         } else {
2244                 int blocksize =
2245                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
2246                 db->db.db_size = blocksize;
2247                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
2248         }
2249
2250         /*
2251          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
2252          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
2253          * This prevents a possible deadlock with someone
2254          * trying to look up this dbuf before its added to the
2255          * dn_dbufs list.
2256          */
2257         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2258         db->db_state = DB_EVICTING;
2259         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
2260                 /* someone else inserted it first */
2261                 kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2262                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2263                 return (odb);
2264         }
2265         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
2266
2267         db->db_state = DB_UNCACHED;
2268         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2269         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2270
2271         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
2272                 dbuf_add_ref(parent, db);
2273
2274         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2275             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
2276         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
2277         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
2278
2279         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
2280
2281         return (db);
2282 }
2283
2284 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2285         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2286         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2287         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2288         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2289         dnode_t *dpa_dnode; /* The dnode associated with the prefetch */
2290         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2291         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2292         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2293 } dbuf_prefetch_arg_t;
2294
2295 /*
2296  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2297  */
2298 static void
2299 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2300 {
2301         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2302                 return;
2303
2304         arc_flags_t aflags =
2305             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2306
2307         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2308         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2309         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2310         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2311             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2312             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2317  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2318  * prefetch if the next block down is our target.
2319  */
2320 static void
2321 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2322 {
2323         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2324
2325         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2326         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2327
2328         /*
2329          * The dpa_dnode is only valid if we are called with a NULL
2330          * zio. This indicates that the arc_read() returned without
2331          * first calling zio_read() to issue a physical read. Once
2332          * a physical read is made the dpa_dnode must be invalidated
2333          * as the locks guarding it may have been dropped. If the
2334          * dpa_dnode is still valid, then we want to add it to the dbuf
2335          * cache. To do so, we must hold the dbuf associated with the block
2336          * we just prefetched, read its contents so that we associate it
2337          * with an arc_buf_t, and then release it.
2338          */
2339         if (zio != NULL) {
2340                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2341                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW) {
2342                         ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2343                 } else {
2344                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2345                 }
2346                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2347
2348                 dpa->dpa_dnode = NULL;
2349         } else if (dpa->dpa_dnode != NULL) {
2350                 uint64_t curblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2351                     (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel -
2352                     dpa->dpa_zb.zb_level));
2353                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dpa->dpa_dnode,
2354                     dpa->dpa_curlevel, curblkid, FTAG);
2355                 (void) dbuf_read(db, NULL,
2356                     DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_HAVESTRUCT);
2357                 dbuf_rele(db, FTAG);
2358         }
2359
2360         dpa->dpa_curlevel--;
2361
2362         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2363             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2364         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2365             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2366         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2367                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2368         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2369                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2370                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2371                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2372         } else {
2373                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2374                 zbookmark_phys_t zb;
2375
2376                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2377
2378                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2379                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2380
2381                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2382                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2383                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2384                     &iter_aflags, &zb);
2385         }
2386
2387         arc_buf_destroy(abuf, private);
2388 }
2389
2390 /*
2391  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2392  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2393  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2394  * complete.
2395  */
2396 void
2397 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2398     arc_flags_t aflags)
2399 {
2400         blkptr_t bp;
2401         int epbs, nlevels, curlevel;
2402         uint64_t curblkid;
2403
2404         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2405         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2406
2407         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2408                 return;
2409
2410         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2411                 return;
2412
2413         /*
2414          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2415          * prefetch.
2416          */
2417         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2418         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2419                 return;
2420
2421         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2422         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2423                 return;
2424
2425         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2426             level, blkid);
2427         if (db != NULL) {
2428                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2429                 /*
2430                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2431                  * (we assume) about to be read or filled.
2432                  */
2433                 return;
2434         }
2435
2436         /*
2437          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2438          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2439          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2440          */
2441         curlevel = level;
2442         curblkid = blkid;
2443         while (curlevel < nlevels - 1) {
2444                 int parent_level = curlevel + 1;
2445                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2446                 dmu_buf_impl_t *db;
2447
2448                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2449                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2450                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2451                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2452                         dbuf_rele(db, FTAG);
2453                         break;
2454                 }
2455
2456                 curlevel = parent_level;
2457                 curblkid = parent_blkid;
2458         }
2459
2460         if (curlevel == nlevels - 1) {
2461                 /* No cached indirect blocks found. */
2462                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2463                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2464         }
2465         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2466                 return;
2467
2468         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2469
2470         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2471             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2472
2473         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2474         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2475         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2476             dn->dn_object, level, blkid);
2477         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2478         dpa->dpa_prio = prio;
2479         dpa->dpa_aflags = aflags;
2480         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2481         dpa->dpa_dnode = dn;
2482         dpa->dpa_epbs = epbs;
2483         dpa->dpa_zio = pio;
2484
2485         /*
2486          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2487          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2488          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2489          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2490          * doing.
2491          */
2492         if (curlevel == level) {
2493                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2494                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2495                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2496         } else {
2497                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2498                 zbookmark_phys_t zb;
2499
2500                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2501                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2502                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2503                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2504                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2505                     &iter_aflags, &zb);
2506         }
2507         /*
2508          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2509          * dpa may have already been freed.
2510          */
2511         zio_nowait(pio);
2512 }
2513
2514 /*
2515  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2516  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2517  */
2518 int
2519 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2520     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2521     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2522 {
2523         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2524
2525         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2526         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2527         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2528
2529         *dbp = NULL;
2530 top:
2531         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2532         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2533
2534         if (db == NULL) {
2535                 blkptr_t *bp = NULL;
2536                 int err;
2537
2538                 if (fail_uncached)
2539                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2540
2541                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2542                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2543                 if (fail_sparse) {
2544                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2545                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2546                         if (err) {
2547                                 if (parent)
2548                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2549                                 return (err);
2550                         }
2551                 }
2552                 if (err && err != ENOENT)
2553                         return (err);
2554                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2555         }
2556
2557         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2558                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2559                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2560         }
2561
2562         if (db->db_buf != NULL)
2563                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2564
2565         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2566
2567         /*
2568          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2569          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2570          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2571          */
2572         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2573             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2574             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2575                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2576
2577                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2578                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2579
2580                         dbuf_set_data(db,
2581                             arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type,
2582                             db->db.db_size));
2583                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2584                             db->db.db_size);
2585                 }
2586         }
2587
2588         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2589                 ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2590                 multilist_remove(dbuf_cache, db);
2591                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2592                     db->db.db_size, db);
2593         }
2594         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2595         DBUF_VERIFY(db);
2596         mutex_exit(&db->db_mtx);
2597
2598         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2599         if (parent)
2600                 dbuf_rele(parent, NULL);
2601
2602         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2603         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2604         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2605         *dbp = db;
2606
2607         return (0);
2608 }
2609
2610 dmu_buf_impl_t *
2611 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2612 {
2613         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2614 }
2615
2616 dmu_buf_impl_t *
2617 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2618 {
2619         dmu_buf_impl_t *db;
2620         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2621         return (err ? NULL : db);
2622 }
2623
2624 void
2625 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2626 {
2627         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2628
2629         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2630         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2631 }
2632
2633 int
2634 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2635 {
2636         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2637         dnode_t *dn;
2638
2639         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2640                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2641         if (blksz == 0)
2642                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2643         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2644         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2645
2646         DB_DNODE_ENTER(db);
2647         dn = DB_DNODE(db);
2648         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2649         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2650         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2651         DB_DNODE_EXIT(db);
2652
2653         return (0);
2654 }
2655
2656 void
2657 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2658 {
2659         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2660 }
2661
2662 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2663 void
2664 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2665 {
2666         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2667         ASSERT3S(holds, >, 1);
2668 }
2669
2670 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2671 boolean_t
2672 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2673     void *tag)
2674 {
2675         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2676         dmu_buf_impl_t *found_db;
2677         boolean_t result = B_FALSE;
2678
2679         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2680                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2681         else
2682                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2683
2684         if (found_db != NULL) {
2685                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2686                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2687                         result = B_TRUE;
2688                 }
2689                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2690         }
2691         return (result);
2692 }
2693
2694 /*
2695  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2696  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2697  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2698  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2699  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2700  */
2701 void
2702 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2703 {
2704         mutex_enter(&db->db_mtx);
2705         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2706 }
2707
2708 void
2709 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2710 {
2711         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2712 }
2713
2714 /*
2715  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2716  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2717  */
2718 void
2719 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2720 {
2721         int64_t holds;
2722
2723         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2724         DBUF_VERIFY(db);
2725
2726         /*
2727          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2728          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2729          * buffer has a corresponding dnode hold.
2730          */
2731         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2732         ASSERT(holds >= 0);
2733
2734         /*
2735          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2736          * may be modified in the current syncing context.
2737          */
2738         if (db->db_buf != NULL &&
2739             holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0)) {
2740                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2741         }
2742
2743         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2744             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
2745                 dbuf_evict_user(db);
2746
2747         if (holds == 0) {
2748                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2749                         dnode_t *dn;
2750                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
2751
2752                         /*
2753                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2754                          * barrier until the move completes.
2755                          */
2756                         DB_DNODE_ENTER(db);
2757
2758                         dn = DB_DNODE(db);
2759                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2760
2761                         /*
2762                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2763                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2764                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2765                          * the dnode_rele() below.
2766                          */
2767                         DB_DNODE_EXIT(db);
2768
2769                         /*
2770                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2771                          * Another thread may evict it.
2772                          */
2773                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2774
2775                         if (evict_dbuf)
2776                                 dnode_evict_bonus(dn);
2777
2778                         dnode_rele(dn, db);
2779                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2780                         /*
2781                          * This is a special case: we never associated this
2782                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2783                          */
2784                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2785                             db->db_state == DB_NOFILL);
2786                         dbuf_destroy(db);
2787                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2788                         /*
2789                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2790                          */
2791                         dbuf_destroy(db);
2792                 } else {
2793                         boolean_t do_arc_evict = B_FALSE;
2794                         blkptr_t bp;
2795                         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
2796
2797                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) &&
2798                             db->db_blkptr != NULL &&
2799                             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2800                             !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2801                                 do_arc_evict = B_TRUE;
2802                                 bp = *db->db_blkptr;
2803                         }
2804
2805                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
2806                             db->db_pending_evict) {
2807                                 dbuf_destroy(db);
2808                         } else if (!multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2809                                 multilist_insert(dbuf_cache, db);
2810                                 (void) refcount_add_many(&dbuf_cache_size,
2811                                     db->db.db_size, db);
2812                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2813
2814                                 dbuf_evict_notify();
2815                         }
2816
2817                         if (do_arc_evict)
2818                                 arc_freed(spa, &bp);
2819                 }
2820         } else {
2821                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2822         }
2823
2824 }
2825
2826 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2827 uint64_t
2828 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2829 {
2830         return (refcount_count(&db->db_holds));
2831 }
2832
2833 void *
2834 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2835     dmu_buf_user_t *new_user)
2836 {
2837         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2838
2839         mutex_enter(&db->db_mtx);
2840         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2841         if (db->db_user == old_user)
2842                 db->db_user = new_user;
2843         else
2844                 old_user = db->db_user;
2845         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2846         mutex_exit(&db->db_mtx);
2847
2848         return (old_user);
2849 }
2850
2851 void *
2852 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2853 {
2854         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2855 }
2856
2857 void *
2858 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2859 {
2860         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2861
2862         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
2863         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2864 }
2865
2866 void *
2867 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2868 {
2869         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2870 }
2871
2872 void *
2873 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2874 {
2875         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2876
2877         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2878         return (db->db_user);
2879 }
2880
2881 void
2882 dmu_buf_user_evict_wait()
2883 {
2884         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2885 }
2886
2887 blkptr_t *
2888 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2889 {
2890         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2891         return (dbi->db_blkptr);
2892 }
2893
2894 objset_t *
2895 dmu_buf_get_objset(dmu_buf_t *db)
2896 {
2897         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2898         return (dbi->db_objset);
2899 }
2900
2901 dnode_t *
2902 dmu_buf_dnode_enter(dmu_buf_t *db)
2903 {
2904         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2905         DB_DNODE_ENTER(dbi);
2906         return (DB_DNODE(dbi));
2907 }
2908
2909 void
2910 dmu_buf_dnode_exit(dmu_buf_t *db)
2911 {
2912         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2913         DB_DNODE_EXIT(dbi);
2914 }
2915
2916 static void
2917 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2918 {
2919         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2920         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2921
2922         if (db->db_blkptr != NULL)
2923                 return;
2924
2925         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2926                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2927                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2928                 return;
2929         }
2930         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2931                 /*
2932                  * This buffer was allocated at a time when there was
2933                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2934                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2935                  */
2936                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2937                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2938                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2939                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2940                 DBUF_VERIFY(db);
2941         } else {
2942                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2943                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2944
2945                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2946                 if (parent == NULL) {
2947                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2948                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2949                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2950                             db->db_blkid >> epbs, db);
2951                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2952                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2953                         db->db_parent = parent;
2954                 }
2955                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2956                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2957                 DBUF_VERIFY(db);
2958         }
2959 }
2960
2961 static void
2962 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2963 {
2964         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2965         dnode_t *dn;
2966         zio_t *zio;
2967
2968         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2969
2970         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2971
2972         mutex_enter(&db->db_mtx);
2973
2974         ASSERT(db->db_level > 0);
2975         DBUF_VERIFY(db);
2976
2977         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2978         if (db->db_buf == NULL) {
2979                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2980                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2981                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2982         }
2983         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
2984         ASSERT(db->db_buf != NULL);
2985
2986         DB_DNODE_ENTER(db);
2987         dn = DB_DNODE(db);
2988         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
2989         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2990         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2991         DB_DNODE_EXIT(db);
2992
2993         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
2994         db->db_data_pending = dr;
2995
2996         mutex_exit(&db->db_mtx);
2997         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
2998
2999         zio = dr->dr_zio;
3000         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
3001         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
3002         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3003         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
3004         zio_nowait(zio);
3005 }
3006
3007 static void
3008 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
3009 {
3010         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
3011         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3012         dnode_t *dn;
3013         objset_t *os;
3014         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3015
3016         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3017
3018         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3019
3020         mutex_enter(&db->db_mtx);
3021         /*
3022          * To be synced, we must be dirtied.  But we
3023          * might have been freed after the dirty.
3024          */
3025         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
3026                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
3027                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
3028         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
3029                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
3030                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
3031         } else {
3032                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
3033         }
3034         DBUF_VERIFY(db);
3035
3036         DB_DNODE_ENTER(db);
3037         dn = DB_DNODE(db);
3038
3039         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3040                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3041                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
3042                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3043         }
3044
3045         /*
3046          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
3047          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
3048          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
3049          * be called).
3050          */
3051         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3052                 dbuf_dirty_record_t **drp;
3053
3054                 ASSERT(*datap != NULL);
3055                 ASSERT0(db->db_level);
3056                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
3057                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
3058                 DB_DNODE_EXIT(db);
3059
3060                 if (*datap != db->db.db_data) {
3061                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
3062                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
3063                 }
3064                 db->db_data_pending = NULL;
3065                 drp = &db->db_last_dirty;
3066                 while (*drp != dr)
3067                         drp = &(*drp)->dr_next;
3068                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3069                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3070                 *drp = dr->dr_next;
3071                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
3072                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3073                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3074                 }
3075                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3076                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3077                 db->db_dirtycnt -= 1;
3078                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
3079                 return;
3080         }
3081
3082         os = dn->dn_objset;
3083
3084         /*
3085          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
3086          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
3087          * don't check the dr_override_state until we have returned from
3088          * dbuf_check_blkptr.
3089          */
3090         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3091
3092         /*
3093          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
3094          * wait for the synchronous IO to complete.
3095          */
3096         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
3097                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
3098                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
3099                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
3100         }
3101
3102         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
3103             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
3104             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
3105             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
3106             *datap == db->db_buf) {
3107                 /*
3108                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
3109                  * are active holds and db_data still references it),
3110                  * then make a copy before we start the write so that
3111                  * any modifications from the open txg will not leak
3112                  * into this write.
3113                  *
3114                  * NOTE: this copy does not need to be made for
3115                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
3116                  * DNONE_DNODE blocks).
3117                  */
3118                 int psize = arc_buf_size(*datap);
3119                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
3120                 enum zio_compress compress_type = arc_get_compression(*datap);
3121
3122                 if (compress_type == ZIO_COMPRESS_OFF) {
3123                         *datap = arc_alloc_buf(os->os_spa, db, type, psize);
3124                 } else {
3125                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
3126                         int lsize = arc_buf_lsize(*datap);
3127                         *datap = arc_alloc_compressed_buf(os->os_spa, db,
3128                             psize, lsize, compress_type);
3129                 }
3130                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, psize);
3131         }
3132         db->db_data_pending = dr;
3133
3134         mutex_exit(&db->db_mtx);
3135
3136         dbuf_write(dr, *datap, tx);
3137
3138         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3139         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3140                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
3141                 DB_DNODE_EXIT(db);
3142         } else {
3143                 /*
3144                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
3145                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
3146                  * that the IO could actually be completed before the nowait
3147                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
3148                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
3149                  */
3150                 DB_DNODE_EXIT(db);
3151                 zio_nowait(dr->dr_zio);
3152         }
3153 }
3154
3155 void
3156 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
3157 {
3158         dbuf_dirty_record_t *dr;
3159
3160         while (dr = list_head(list)) {
3161                 if (dr->dr_zio != NULL) {
3162                         /*
3163                          * If we find an already initialized zio then we
3164                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
3165                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
3166                          * during processing, so that we can zio_wait()
3167                          * these IOs after initiating all child IOs.
3168                          */
3169                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
3170                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
3171                         break;
3172                 }
3173                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
3174                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
3175                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
3176                 }
3177                 list_remove(list, dr);
3178                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
3179                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
3180                 else
3181                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
3182         }
3183 }
3184
3185 /* ARGSUSED */
3186 static void
3187 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3188 {
3189         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3190         dnode_t *dn;
3191         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3192         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3193         spa_t *spa = zio->io_spa;
3194         int64_t delta;
3195         uint64_t fill = 0;
3196         int i;
3197
3198         ASSERT3P(db->db_blkptr, !=, NULL);
3199         ASSERT3P(&db->db_data_pending->dr_bp_copy, ==, bp);
3200
3201         DB_DNODE_ENTER(db);
3202         dn = DB_DNODE(db);
3203         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
3204         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
3205         zio->io_prev_space_delta = delta;
3206
3207         if (bp->blk_birth != 0) {
3208                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
3209                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
3210                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
3211                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
3212                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
3213                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
3214         }
3215
3216         mutex_enter(&db->db_mtx);
3217
3218 #ifdef ZFS_DEBUG
3219         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3220                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3221                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(bp)) &&
3222                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3223         }
3224 #endif
3225
3226         if (db->db_level == 0) {
3227                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3228                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
3229                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3230                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
3231                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3232
3233                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3234                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
3235                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
3236                             i--, dnp++) {
3237                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
3238                                         fill++;
3239                         }
3240                 } else {
3241                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
3242                                 fill = 0;
3243                         } else {
3244                                 fill = 1;
3245                         }
3246                 }
3247         } else {
3248                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
3249                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3250                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
3251                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
3252                                 continue;
3253                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
3254                 }
3255         }
3256         DB_DNODE_EXIT(db);
3257
3258         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
3259                 bp->blk_fill = fill;
3260
3261         mutex_exit(&db->db_mtx);
3262
3263         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3264         *db->db_blkptr = *bp;
3265         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3266 }
3267
3268 /* ARGSUSED */
3269 /*
3270  * This function gets called just prior to running through the compression
3271  * stage of the zio pipeline. If we're an indirect block comprised of only
3272  * holes, then we want this indirect to be compressed away to a hole. In
3273  * order to do that we must zero out any information about the holes that
3274  * this indirect points to prior to before we try to compress it.
3275  */
3276 static void
3277 dbuf_write_children_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3278 {
3279         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3280         dnode_t *dn;
3281         blkptr_t *bp;
3282         unsigned int epbs, i;
3283
3284         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
3285         DB_DNODE_ENTER(db);
3286         dn = DB_DNODE(db);
3287         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3288         ASSERT3U(epbs, <, 31);
3289
3290         /* Determine if all our children are holes */
3291         for (i = 0, bp = db->db.db_data; i < 1 << epbs; i++, bp++) {
3292                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
3293                         break;
3294         }
3295
3296         /*
3297          * If all the children are holes, then zero them all out so that
3298          * we may get compressed away.
3299          */
3300         if (i == 1 << epbs) {
3301                 /*
3302                  * We only found holes. Grab the rwlock to prevent
3303                  * anybody from reading the blocks we're about to
3304                  * zero out.
3305                  */
3306                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3307                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
3308                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3309         }
3310         DB_DNODE_EXIT(db);
3311 }
3312
3313 /*
3314  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
3315  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
3316  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
3317  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
3318  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
3319  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
3320  * i/os complete.
3321  */
3322 /* ARGSUSED */
3323 static void
3324 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
3325 {
3326         dmu_buf_impl_t *db = arg;
3327         objset_t *os = db->db_objset;
3328         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
3329         dbuf_dirty_record_t *dr;
3330         int delta = 0;
3331
3332         dr = db->db_data_pending;
3333         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
3334
3335         /*
3336          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
3337          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
3338          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
3339          * dsl_pool_undirty_space().
3340          */
3341         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
3342         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
3343 }
3344
3345 /* ARGSUSED */
3346 static void
3347 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3348 {
3349         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3350         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3351         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3352         objset_t *os = db->db_objset;
3353         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3354         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3355
3356         ASSERT0(zio->io_error);
3357         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3358
3359         /*
3360          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3361          * original and bypass all the accounting.
3362          */
3363         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3364                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3365         } else {
3366                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3367                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3368                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3369         }
3370
3371         mutex_enter(&db->db_mtx);
3372
3373         DBUF_VERIFY(db);
3374
3375         drp = &db->db_last_dirty;
3376         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3377                 drp = &dr->dr_next;
3378         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3379         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3380         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3381         *drp = dr->dr_next;
3382
3383 #ifdef ZFS_DEBUG
3384         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3385                 dnode_t *dn;
3386
3387                 DB_DNODE_ENTER(db);
3388                 dn = DB_DNODE(db);
3389                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3390                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3391                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3392                 DB_DNODE_EXIT(db);
3393         }
3394 #endif
3395
3396         if (db->db_level == 0) {
3397                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3398                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3399                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3400                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3401                                 arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
3402                 }
3403         } else {
3404                 dnode_t *dn;
3405
3406                 DB_DNODE_ENTER(db);
3407                 dn = DB_DNODE(db);
3408                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3409                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3410                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3411                         int epbs =
3412                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3413                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3414                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3415                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3416                             db->db.db_size);
3417                 }
3418                 DB_DNODE_EXIT(db);
3419                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3420                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3421         }
3422         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3423
3424         cv_broadcast(&db->db_changed);
3425         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3426         db->db_dirtycnt -= 1;
3427         db->db_data_pending = NULL;
3428         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3429 }
3430
3431 static void
3432 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3433 {
3434         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3435 }
3436
3437 static void
3438 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3439 {
3440         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3441 }
3442
3443 static void
3444 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3445 {
3446         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3447         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3448
3449         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3450 }
3451
3452 static void
3453 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3454 {
3455         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3456         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3457         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3458
3459         mutex_enter(&db->db_mtx);
3460         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3461                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3462                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3463                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3464         }
3465         mutex_exit(&db->db_mtx);
3466         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3467
3468         if (zio->io_abd != NULL)
3469                 abd_put(zio->io_abd);
3470 }
3471
3472 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3473 static void
3474 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3475 {
3476         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3477         dnode_t *dn;
3478         objset_t *os;
3479         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3480         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3481         zbookmark_phys_t zb;
3482         zio_prop_t zp;
3483         zio_t *zio;
3484         int wp_flag = 0;
3485
3486         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3487
3488         DB_DNODE_ENTER(db);
3489         dn = DB_DNODE(db);
3490         os = dn->dn_objset;
3491
3492         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3493                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3494                         /*
3495                          * Private object buffers are released here rather
3496                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3497                          * in the syncing context and we don't want the
3498                          * overhead of making multiple copies of the data.
3499                          */
3500                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3501                                 arc_buf_thaw(data);
3502                         } else {
3503                                 dbuf_release_bp(db);
3504                         }
3505                 }
3506         }
3507
3508         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3509                 /* Our parent is an indirect block. */
3510                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3511                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3512                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3513                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3514                 /*
3515                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3516                  * our block pointer, so the parent must be released.
3517                  */
3518                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3519                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3520         } else {
3521                 /* Our parent is the dnode itself. */
3522                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3523                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3524                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3525                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3526                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3527                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3528                 zio = dn->dn_zio;
3529         }
3530
3531         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3532         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3533         ASSERT(zio);
3534
3535         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3536             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3537             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3538
3539         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3540                 wp_flag = WP_SPILL;
3541         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3542
3543         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3544         DB_DNODE_EXIT(db);
3545
3546         /*
3547          * We copy the blkptr now (rather than when we instantiate the dirty
3548          * record), because its value can change between open context and
3549          * syncing context. We do not need to hold dn_struct_rwlock to read
3550          * db_blkptr because we are in syncing context.
3551          */
3552         dr->dr_bp_copy = *db->db_blkptr;
3553
3554         if (db->db_level == 0 &&
3555             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3556                 /*
3557                  * The BP for this block has been provided by open context
3558                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3559                  */
3560                 abd_t *contents = (data != NULL) ?
3561                     abd_get_from_buf(data->b_data, arc_buf_size(data)) : NULL;
3562
3563                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg, &dr->dr_bp_copy,
3564                     contents, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
3565                     dbuf_write_override_ready, NULL, NULL,
3566                     dbuf_write_override_done,
3567                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3568                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3569                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3570                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3571                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3572                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3573         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3574                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3575                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3576                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3577                     &dr->dr_bp_copy, NULL, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
3578                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, NULL,
3579                     dbuf_write_nofill_done, db,
3580                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3581                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3582         } else {
3583                 ASSERT(arc_released(data));
3584
3585                 /*
3586                  * For indirect blocks, we want to setup the children
3587                  * ready callback so that we can properly handle an indirect
3588                  * block that only contains holes.
3589                  */
3590                 arc_done_func_t *children_ready_cb = NULL;
3591                 if (db->db_level != 0)
3592                         children_ready_cb = dbuf_write_children_ready;
3593
3594                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3595                     &dr->dr_bp_copy, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3596                     &zp, dbuf_write_ready, children_ready_cb,
3597                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3598                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3599         }
3600 }