]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFV r336851:
[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 #include <sys/vdev.h>
51 #include <sys/cityhash.h>
52
53 uint_t zfs_dbuf_evict_key;
54
55 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
56 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
57
58 #ifndef __lint
59 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
60     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_sync,
61     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_async,
62     dmu_buf_t **clear_on_evict_dbufp);
63 #endif /* ! __lint */
64
65 /*
66  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
67  */
68 static kmem_cache_t *dbuf_kmem_cache;
69 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
70
71 static kthread_t *dbuf_cache_evict_thread;
72 static kmutex_t dbuf_evict_lock;
73 static kcondvar_t dbuf_evict_cv;
74 static boolean_t dbuf_evict_thread_exit;
75
76 /*
77  * LRU cache of dbufs. The dbuf cache maintains a list of dbufs that
78  * are not currently held but have been recently released. These dbufs
79  * are not eligible for arc eviction until they are aged out of the cache.
80  * Dbufs are added to the dbuf cache once the last hold is released. If a
81  * dbuf is later accessed and still exists in the dbuf cache, then it will
82  * be removed from the cache and later re-added to the head of the cache.
83  * Dbufs that are aged out of the cache will be immediately destroyed and
84  * become eligible for arc eviction.
85  */
86 static multilist_t *dbuf_cache;
87 static refcount_t dbuf_cache_size;
88 uint64_t dbuf_cache_max_bytes = 0;
89
90 /* Set the default size of the dbuf cache to log2 fraction of arc size. */
91 int dbuf_cache_shift = 5;
92
93 /*
94  * The dbuf cache uses a three-stage eviction policy:
95  *      - A low water marker designates when the dbuf eviction thread
96  *      should stop evicting from the dbuf cache.
97  *      - When we reach the maximum size (aka mid water mark), we
98  *      signal the eviction thread to run.
99  *      - The high water mark indicates when the eviction thread
100  *      is unable to keep up with the incoming load and eviction must
101  *      happen in the context of the calling thread.
102  *
103  * The dbuf cache:
104  *                                                 (max size)
105  *                                      low water   mid water   hi water
106  * +----------------------------------------+----------+----------+
107  * |                                        |          |          |
108  * |                                        |          |          |
109  * |                                        |          |          |
110  * |                                        |          |          |
111  * +----------------------------------------+----------+----------+
112  *                                        stop        signal     evict
113  *                                      evicting     eviction   directly
114  *                                                    thread
115  *
116  * The high and low water marks indicate the operating range for the eviction
117  * thread. The low water mark is, by default, 90% of the total size of the
118  * cache and the high water mark is at 110% (both of these percentages can be
119  * changed by setting dbuf_cache_lowater_pct and dbuf_cache_hiwater_pct,
120  * respectively). The eviction thread will try to ensure that the cache remains
121  * within this range by waking up every second and checking if the cache is
122  * above the low water mark. The thread can also be woken up by callers adding
123  * elements into the cache if the cache is larger than the mid water (i.e max
124  * cache size). Once the eviction thread is woken up and eviction is required,
125  * it will continue evicting buffers until it's able to reduce the cache size
126  * to the low water mark. If the cache size continues to grow and hits the high
127  * water mark, then callers adding elments to the cache will begin to evict
128  * directly from the cache until the cache is no longer above the high water
129  * mark.
130  */
131
132 /*
133  * The percentage above and below the maximum cache size.
134  */
135 uint_t dbuf_cache_hiwater_pct = 10;
136 uint_t dbuf_cache_lowater_pct = 10;
137
138 SYSCTL_DECL(_vfs_zfs);
139 SYSCTL_QUAD(_vfs_zfs, OID_AUTO, dbuf_cache_max_bytes, CTLFLAG_RWTUN,
140     &dbuf_cache_max_bytes, 0, "dbuf cache size in bytes");
141 SYSCTL_INT(_vfs_zfs, OID_AUTO, dbuf_cache_shift, CTLFLAG_RDTUN,
142     &dbuf_cache_shift, 0, "dbuf cache size as log2 fraction of ARC");
143 SYSCTL_UINT(_vfs_zfs, OID_AUTO, dbuf_cache_hiwater_pct, CTLFLAG_RWTUN,
144     &dbuf_cache_hiwater_pct, 0, "max percents above the dbuf cache size");
145 SYSCTL_UINT(_vfs_zfs, OID_AUTO, dbuf_cache_lowater_pct, CTLFLAG_RWTUN,
146     &dbuf_cache_lowater_pct, 0, "max percents below the dbuf cache size");
147
148 /* ARGSUSED */
149 static int
150 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
151 {
152         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
153         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
154
155         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
156         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
157         multilist_link_init(&db->db_cache_link);
158         refcount_create(&db->db_holds);
159
160         return (0);
161 }
162
163 /* ARGSUSED */
164 static void
165 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
166 {
167         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
168         mutex_destroy(&db->db_mtx);
169         cv_destroy(&db->db_changed);
170         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
171         refcount_destroy(&db->db_holds);
172 }
173
174 /*
175  * dbuf hash table routines
176  */
177 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
178
179 static uint64_t dbuf_hash_count;
180
181 /*
182  * We use Cityhash for this. It's fast, and has good hash properties without
183  * requiring any large static buffers.
184  */
185 static uint64_t
186 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
187 {
188         return (cityhash4((uintptr_t)os, obj, (uint64_t)lvl, blkid));
189 }
190
191 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
192         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
193         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
194         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
195         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
196
197 dmu_buf_impl_t *
198 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
199 {
200         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
201         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
202         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
203         dmu_buf_impl_t *db;
204
205         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
206         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
207                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
208                         mutex_enter(&db->db_mtx);
209                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
210                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
211                                 return (db);
212                         }
213                         mutex_exit(&db->db_mtx);
214                 }
215         }
216         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
217         return (NULL);
218 }
219
220 static dmu_buf_impl_t *
221 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
222 {
223         dnode_t *dn;
224         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
225
226         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
227                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
228                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
229                         db = dn->dn_bonus;
230                         mutex_enter(&db->db_mtx);
231                 }
232                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
233                 dnode_rele(dn, FTAG);
234         }
235         return (db);
236 }
237
238 /*
239  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
240  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
241  * will be returned and the new element will not be inserted.
242  * Otherwise returns NULL.
243  */
244 static dmu_buf_impl_t *
245 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
246 {
247         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
248         objset_t *os = db->db_objset;
249         uint64_t obj = db->db.db_object;
250         int level = db->db_level;
251         uint64_t blkid = db->db_blkid;
252         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
253         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
254         dmu_buf_impl_t *dbf;
255
256         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
257         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
258                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
259                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
260                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
261                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
262                                 return (dbf);
263                         }
264                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
265                 }
266         }
267
268         mutex_enter(&db->db_mtx);
269         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
270         h->hash_table[idx] = db;
271         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
272         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
273
274         return (NULL);
275 }
276
277 /*
278  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
279  */
280 static void
281 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
282 {
283         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
284         uint64_t hv = dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
285             db->db_level, db->db_blkid);
286         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
287         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
288
289         /*
290          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
291          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
292          */
293         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
294         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
295         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
296
297         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
298         dbp = &h->hash_table[idx];
299         while ((dbf = *dbp) != db) {
300                 dbp = &dbf->db_hash_next;
301                 ASSERT(dbf != NULL);
302         }
303         *dbp = db->db_hash_next;
304         db->db_hash_next = NULL;
305         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
306         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
307 }
308
309 typedef enum {
310         DBVU_EVICTING,
311         DBVU_NOT_EVICTING
312 } dbvu_verify_type_t;
313
314 static void
315 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
316 {
317 #ifdef ZFS_DEBUG
318         int64_t holds;
319
320         if (db->db_user == NULL)
321                 return;
322
323         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
324         ASSERT(db->db_level == 0);
325
326         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
327         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
328         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
329
330         holds = refcount_count(&db->db_holds);
331         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
332                 /*
333                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
334                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
335                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
336                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
337                  * during eviction even though db_mtx is held (see
338                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
339                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
340                  */
341                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
342         } else {
343                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
344                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
345                 else
346                         ASSERT3U(holds, >, 0);
347         }
348 #endif
349 }
350
351 static void
352 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
353 {
354         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
355
356         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
357
358         if (dbu == NULL)
359                 return;
360
361         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
362         db->db_user = NULL;
363
364 #ifdef ZFS_DEBUG
365         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
366                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
367 #endif
368
369         /*
370          * There are two eviction callbacks - one that we call synchronously
371          * and one that we invoke via a taskq.  The async one is useful for
372          * avoiding lock order reversals and limiting stack depth.
373          *
374          * Note that if we have a sync callback but no async callback,
375          * it's likely that the sync callback will free the structure
376          * containing the dbu.  In that case we need to take care to not
377          * dereference dbu after calling the sync evict func.
378          */
379         boolean_t has_async = (dbu->dbu_evict_func_async != NULL);
380
381         if (dbu->dbu_evict_func_sync != NULL)
382                 dbu->dbu_evict_func_sync(dbu);
383
384         if (has_async) {
385                 taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func_async,
386                     dbu, 0, &dbu->dbu_tqent);
387         }
388 }
389
390 boolean_t
391 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
392 {
393         if (db->db_level > 0) {
394                 return (B_TRUE);
395         } else {
396                 boolean_t is_metadata;
397
398                 DB_DNODE_ENTER(db);
399                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
400                 DB_DNODE_EXIT(db);
401
402                 return (is_metadata);
403         }
404 }
405
406 /*
407  * This function *must* return indices evenly distributed between all
408  * sublists of the multilist. This is needed due to how the dbuf eviction
409  * code is laid out; dbuf_evict_thread() assumes dbufs are evenly
410  * distributed between all sublists and uses this assumption when
411  * deciding which sublist to evict from and how much to evict from it.
412  */
413 unsigned int
414 dbuf_cache_multilist_index_func(multilist_t *ml, void *obj)
415 {
416         dmu_buf_impl_t *db = obj;
417
418         /*
419          * The assumption here, is the hash value for a given
420          * dmu_buf_impl_t will remain constant throughout it's lifetime
421          * (i.e. it's objset, object, level and blkid fields don't change).
422          * Thus, we don't need to store the dbuf's sublist index
423          * on insertion, as this index can be recalculated on removal.
424          *
425          * Also, the low order bits of the hash value are thought to be
426          * distributed evenly. Otherwise, in the case that the multilist
427          * has a power of two number of sublists, each sublists' usage
428          * would not be evenly distributed.
429          */
430         return (dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
431             db->db_level, db->db_blkid) %
432             multilist_get_num_sublists(ml));
433 }
434
435 static inline boolean_t
436 dbuf_cache_above_hiwater(void)
437 {
438         uint64_t dbuf_cache_hiwater_bytes =
439             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_hiwater_pct) / 100;
440
441         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
442             dbuf_cache_max_bytes + dbuf_cache_hiwater_bytes);
443 }
444
445 static inline boolean_t
446 dbuf_cache_above_lowater(void)
447 {
448         uint64_t dbuf_cache_lowater_bytes =
449             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_lowater_pct) / 100;
450
451         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
452             dbuf_cache_max_bytes - dbuf_cache_lowater_bytes);
453 }
454
455 /*
456  * Evict the oldest eligible dbuf from the dbuf cache.
457  */
458 static void
459 dbuf_evict_one(void)
460 {
461         int idx = multilist_get_random_index(dbuf_cache);
462         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock(dbuf_cache, idx);
463
464         ASSERT(!MUTEX_HELD(&dbuf_evict_lock));
465
466         /*
467          * Set the thread's tsd to indicate that it's processing evictions.
468          * Once a thread stops evicting from the dbuf cache it will
469          * reset its tsd to NULL.
470          */
471         ASSERT3P(tsd_get(zfs_dbuf_evict_key), ==, NULL);
472         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, (void *)B_TRUE);
473
474         dmu_buf_impl_t *db = multilist_sublist_tail(mls);
475         while (db != NULL && mutex_tryenter(&db->db_mtx) == 0) {
476                 db = multilist_sublist_prev(mls, db);
477         }
478
479         DTRACE_PROBE2(dbuf__evict__one, dmu_buf_impl_t *, db,
480             multilist_sublist_t *, mls);
481
482         if (db != NULL) {
483                 multilist_sublist_remove(mls, db);
484                 multilist_sublist_unlock(mls);
485                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
486                     db->db.db_size, db);
487                 dbuf_destroy(db);
488         } else {
489                 multilist_sublist_unlock(mls);
490         }
491         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, NULL);
492 }
493
494 /*
495  * The dbuf evict thread is responsible for aging out dbufs from the
496  * cache. Once the cache has reached it's maximum size, dbufs are removed
497  * and destroyed. The eviction thread will continue running until the size
498  * of the dbuf cache is at or below the maximum size. Once the dbuf is aged
499  * out of the cache it is destroyed and becomes eligible for arc eviction.
500  */
501 /* ARGSUSED */
502 static void
503 dbuf_evict_thread(void *unused __unused)
504 {
505         callb_cpr_t cpr;
506
507         CALLB_CPR_INIT(&cpr, &dbuf_evict_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
508
509         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
510         while (!dbuf_evict_thread_exit) {
511                 while (!dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
512                         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
513                         (void) cv_timedwait_hires(&dbuf_evict_cv,
514                             &dbuf_evict_lock, SEC2NSEC(1), MSEC2NSEC(1), 0);
515                         CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &dbuf_evict_lock);
516                 }
517                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
518
519                 /*
520                  * Keep evicting as long as we're above the low water mark
521                  * for the cache. We do this without holding the locks to
522                  * minimize lock contention.
523                  */
524                 while (dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
525                         dbuf_evict_one();
526                 }
527
528                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
529         }
530
531         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
532         cv_broadcast(&dbuf_evict_cv);
533         CALLB_CPR_EXIT(&cpr);   /* drops dbuf_evict_lock */
534         thread_exit();
535 }
536
537 /*
538  * Wake up the dbuf eviction thread if the dbuf cache is at its max size.
539  * If the dbuf cache is at its high water mark, then evict a dbuf from the
540  * dbuf cache using the callers context.
541  */
542 static void
543 dbuf_evict_notify(void)
544 {
545
546         /*
547          * We use thread specific data to track when a thread has
548          * started processing evictions. This allows us to avoid deeply
549          * nested stacks that would have a call flow similar to this:
550          *
551          * dbuf_rele()-->dbuf_rele_and_unlock()-->dbuf_evict_notify()
552          *      ^                                               |
553          *      |                                               |
554          *      +-----dbuf_destroy()<--dbuf_evict_one()<--------+
555          *
556          * The dbuf_eviction_thread will always have its tsd set until
557          * that thread exits. All other threads will only set their tsd
558          * if they are participating in the eviction process. This only
559          * happens if the eviction thread is unable to process evictions
560          * fast enough. To keep the dbuf cache size in check, other threads
561          * can evict from the dbuf cache directly. Those threads will set
562          * their tsd values so that we ensure that they only evict one dbuf
563          * from the dbuf cache.
564          */
565         if (tsd_get(zfs_dbuf_evict_key) != NULL)
566                 return;
567
568         /*
569          * We check if we should evict without holding the dbuf_evict_lock,
570          * because it's OK to occasionally make the wrong decision here,
571          * and grabbing the lock results in massive lock contention.
572          */
573         if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
574                 if (dbuf_cache_above_hiwater())
575                         dbuf_evict_one();
576                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
577         }
578 }
579
580 void
581 dbuf_init(void)
582 {
583         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
584         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
585         int i;
586
587         /*
588          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
589          * with an average 4K block size.  The table will take up
590          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
591          */
592         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
593                 hsize <<= 1;
594
595 retry:
596         h->hash_table_mask = hsize - 1;
597         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
598         if (h->hash_table == NULL) {
599                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
600                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
601                 hsize >>= 1;
602                 goto retry;
603         }
604
605         dbuf_kmem_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
606             sizeof (dmu_buf_impl_t),
607             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
608
609         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
610                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
611
612         /*
613          * Setup the parameters for the dbuf cache. We set the size of the
614          * dbuf cache to 1/32nd (default) of the size of the ARC. If the value
615          * has been set in /etc/system and it's not greater than the size of
616          * the ARC, then we honor that value.
617          */
618         if (dbuf_cache_max_bytes == 0 ||
619             dbuf_cache_max_bytes >= arc_max_bytes())  {
620                 dbuf_cache_max_bytes = arc_max_bytes() >> dbuf_cache_shift;
621         }
622
623         /*
624          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
625          * configuration is not required.
626          */
627         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
628
629         dbuf_cache = multilist_create(sizeof (dmu_buf_impl_t),
630             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_cache_link),
631             dbuf_cache_multilist_index_func);
632         refcount_create(&dbuf_cache_size);
633
634         tsd_create(&zfs_dbuf_evict_key, NULL);
635         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
636         mutex_init(&dbuf_evict_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
637         cv_init(&dbuf_evict_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
638         dbuf_cache_evict_thread = thread_create(NULL, 0, dbuf_evict_thread,
639             NULL, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
640 }
641
642 void
643 dbuf_fini(void)
644 {
645         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
646         int i;
647
648         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
649                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
650         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
651         kmem_cache_destroy(dbuf_kmem_cache);
652         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
653
654         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
655         dbuf_evict_thread_exit = B_TRUE;
656         while (dbuf_evict_thread_exit) {
657                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
658                 cv_wait(&dbuf_evict_cv, &dbuf_evict_lock);
659         }
660         mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
661         tsd_destroy(&zfs_dbuf_evict_key);
662
663         mutex_destroy(&dbuf_evict_lock);
664         cv_destroy(&dbuf_evict_cv);
665
666         refcount_destroy(&dbuf_cache_size);
667         multilist_destroy(dbuf_cache);
668 }
669
670 /*
671  * Other stuff.
672  */
673
674 #ifdef ZFS_DEBUG
675 static void
676 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
677 {
678         dnode_t *dn;
679         dbuf_dirty_record_t *dr;
680
681         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
682
683         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
684                 return;
685
686         ASSERT(db->db_objset != NULL);
687         DB_DNODE_ENTER(db);
688         dn = DB_DNODE(db);
689         if (dn == NULL) {
690                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
691                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
692         } else {
693                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
694                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
695                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
696                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
697                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
698                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
699         }
700         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
701                 ASSERT(dn != NULL);
702                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
703                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
704         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
705                 ASSERT(dn != NULL);
706                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
707                 ASSERT0(db->db.db_offset);
708         } else {
709                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
710         }
711
712         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
713                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
714
715         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
716                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
717
718         /*
719          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
720          * can be momentarily different when another thread is doing
721          * dnode_set_blksz().
722          */
723         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
724                 dr = db->db_data_pending;
725                 /*
726                  * It should only be modified in syncing context, so
727                  * make sure we only have one copy of the data.
728                  */
729                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
730         }
731
732         /* verify db->db_blkptr */
733         if (db->db_blkptr) {
734                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
735                         /* db is pointed to by the dnode */
736                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
737                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
738                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
739                         else
740                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
741                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
742                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
743                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
744                 } else {
745                         /* db is pointed to by an indirect block */
746                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
747                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
748                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
749                             db->db.db_object);
750                         /*
751                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
752                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
753                          * grows.  safe to do this now?
754                          */
755                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
756                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
757                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
758                                     db->db_blkid % epb));
759                         }
760                 }
761         }
762         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
763             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
764             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
765             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
766                 /*
767                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
768                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
769                  * data when we evict this buffer.
770                  *
771                  * There is an exception to this rule for indirect blocks; in
772                  * this case, if the indirect block is a hole, we fill in a few
773                  * fields on each of the child blocks (importantly, birth time)
774                  * to prevent hole birth times from being lost when you
775                  * partially fill in a hole.
776                  */
777                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
778                         if (db->db_level == 0) {
779                                 uint64_t *buf = db->db.db_data;
780                                 int i;
781
782                                 for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
783                                         ASSERT(buf[i] == 0);
784                                 }
785                         } else {
786                                 blkptr_t *bps = db->db.db_data;
787                                 ASSERT3U(1 << DB_DNODE(db)->dn_indblkshift, ==,
788                                     db->db.db_size);
789                                 /*
790                                  * We want to verify that all the blkptrs in the
791                                  * indirect block are holes, but we may have
792                                  * automatically set up a few fields for them.
793                                  * We iterate through each blkptr and verify
794                                  * they only have those fields set.
795                                  */
796                                 for (int i = 0;
797                                     i < db->db.db_size / sizeof (blkptr_t);
798                                     i++) {
799                                         blkptr_t *bp = &bps[i];
800                                         ASSERT(ZIO_CHECKSUM_IS_ZERO(
801                                             &bp->blk_cksum));
802                                         ASSERT(
803                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[0]) &&
804                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[1]) &&
805                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[2]));
806                                         ASSERT0(bp->blk_fill);
807                                         ASSERT0(bp->blk_pad[0]);
808                                         ASSERT0(bp->blk_pad[1]);
809                                         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
810                                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
811                                         ASSERT0(bp->blk_phys_birth);
812                                 }
813                         }
814                 }
815         }
816         DB_DNODE_EXIT(db);
817 }
818 #endif
819
820 static void
821 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
822 {
823         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
824         dbuf_evict_user(db);
825         ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
826         db->db.db_data = NULL;
827         if (db->db_state != DB_NOFILL)
828                 db->db_state = DB_UNCACHED;
829 }
830
831 static void
832 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
833 {
834         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
835         ASSERT(buf != NULL);
836
837         db->db_buf = buf;
838         ASSERT(buf->b_data != NULL);
839         db->db.db_data = buf->b_data;
840 }
841
842 /*
843  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
844  */
845 arc_buf_t *
846 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
847 {
848         arc_buf_t *abuf;
849
850         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
851         mutex_enter(&db->db_mtx);
852         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
853                 int blksz = db->db.db_size;
854                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
855
856                 mutex_exit(&db->db_mtx);
857                 abuf = arc_loan_buf(spa, B_FALSE, blksz);
858                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
859         } else {
860                 abuf = db->db_buf;
861                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
862                 db->db_buf = NULL;
863                 dbuf_clear_data(db);
864                 mutex_exit(&db->db_mtx);
865         }
866         return (abuf);
867 }
868
869 /*
870  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
871  * provided.
872  */
873 uint64_t
874 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
875 {
876         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
877                 /*
878                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
879                  * the number of level 0s in a level n block.
880                  *
881                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
882                  * offset / 2^datablkshift.
883                  *
884                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
885                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
886                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
887                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
888                  *
889                  * Thus, the level n blkid is: offset /
890                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
891                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
892                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
893                  * = offset >> (datablkshift + level *
894                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
895                  */
896                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
897                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
898         } else {
899                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
900                 return (0);
901         }
902 }
903
904 static void
905 dbuf_read_done(zio_t *zio, const zbookmark_phys_t *zb, const blkptr_t *bp,
906     arc_buf_t *buf, void *vdb)
907 {
908         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
909
910         mutex_enter(&db->db_mtx);
911         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
912         /*
913          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
914          */
915         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
916         ASSERT(db->db_buf == NULL);
917         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
918         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
919                 /* we were freed in flight; disregard any error */
920                 if (buf == NULL) {
921                         buf = arc_alloc_buf(db->db_objset->os_spa,
922                              db, DBUF_GET_BUFC_TYPE(db), db->db.db_size);
923                 }
924                 arc_release(buf, db);
925                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
926                 arc_buf_freeze(buf);
927                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
928                 dbuf_set_data(db, buf);
929                 db->db_state = DB_CACHED;
930         } else if (buf != NULL) {
931                 dbuf_set_data(db, buf);
932                 db->db_state = DB_CACHED;
933         } else {
934                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
935                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
936                 db->db_state = DB_UNCACHED;
937         }
938         cv_broadcast(&db->db_changed);
939         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
940 }
941
942 static void
943 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
944 {
945         dnode_t *dn;
946         zbookmark_phys_t zb;
947         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
948
949         DB_DNODE_ENTER(db);
950         dn = DB_DNODE(db);
951         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
952         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
953         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
954         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
955         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
956         ASSERT(db->db_buf == NULL);
957
958         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
959                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
960
961                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
962                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
963                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
964                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
965                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
966                 if (bonuslen)
967                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
968                 DB_DNODE_EXIT(db);
969                 db->db_state = DB_CACHED;
970                 mutex_exit(&db->db_mtx);
971                 return;
972         }
973
974         /*
975          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
976          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
977          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
978          */
979         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
980             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
981             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
982                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
983
984                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(db->db_objset->os_spa, db, type,
985                     db->db.db_size));
986                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
987
988                 if (db->db_blkptr != NULL && db->db_level > 0 &&
989                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
990                     db->db_blkptr->blk_birth != 0) {
991                         blkptr_t *bps = db->db.db_data;
992                         for (int i = 0; i < ((1 <<
993                             DB_DNODE(db)->dn_indblkshift) / sizeof (blkptr_t));
994                             i++) {
995                                 blkptr_t *bp = &bps[i];
996                                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
997                                     1 << dn->dn_indblkshift);
998                                 BP_SET_LSIZE(bp,
999                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) == 1 ?
1000                                     dn->dn_datablksz :
1001                                     BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr));
1002                                 BP_SET_TYPE(bp, BP_GET_TYPE(db->db_blkptr));
1003                                 BP_SET_LEVEL(bp,
1004                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) - 1);
1005                                 BP_SET_BIRTH(bp, db->db_blkptr->blk_birth, 0);
1006                         }
1007                 }
1008                 DB_DNODE_EXIT(db);
1009                 db->db_state = DB_CACHED;
1010                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1011                 return;
1012         }
1013
1014         DB_DNODE_EXIT(db);
1015
1016         db->db_state = DB_READ;
1017         mutex_exit(&db->db_mtx);
1018
1019         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
1020                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
1021
1022         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
1023             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1024             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1025
1026         dbuf_add_ref(db, NULL);
1027
1028         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
1029             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
1030             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
1031             &aflags, &zb);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of buffers that
1036  * have been modified in a previous transaction group before we access them in
1037  * the current active group.
1038  *
1039  * This function is used in three places: when we are dirtying a buffer for the
1040  * first time in a txg, when we are freeing a range in a dnode that includes
1041  * this buffer, and when we are accessing a buffer which was received compressed
1042  * and later referenced in a WRITE_BYREF record.
1043  *
1044  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do not put a hold on
1045  * the buffer, we just traverse the active dbuf list for the dnode.
1046  */
1047 static void
1048 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
1049 {
1050         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1051
1052         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1053         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1054         ASSERT(db->db_level == 0);
1055         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1056
1057         if (dr == NULL ||
1058             (dr->dt.dl.dr_data !=
1059             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
1060                 return;
1061
1062         /*
1063          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
1064          * and its referencing the dbuf data, either:
1065          *      reset the reference to point to a new copy,
1066          * or (if there a no active holders)
1067          *      just null out the current db_data pointer.
1068          */
1069         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
1070         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1071                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
1072                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
1073                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1074                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1075         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1076                 int size = arc_buf_size(db->db_buf);
1077                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1078                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1079                 enum zio_compress compress_type =
1080                     arc_get_compression(db->db_buf);
1081
1082                 if (compress_type == ZIO_COMPRESS_OFF) {
1083                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_buf(spa, db, type, size);
1084                 } else {
1085                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
1086                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_compressed_buf(spa, db,
1087                             size, arc_buf_lsize(db->db_buf), compress_type);
1088                 }
1089                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
1090         } else {
1091                 db->db_buf = NULL;
1092                 dbuf_clear_data(db);
1093         }
1094 }
1095
1096 int
1097 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
1098 {
1099         int err = 0;
1100         boolean_t prefetch;
1101         dnode_t *dn;
1102
1103         /*
1104          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
1105          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
1106          */
1107         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1108
1109         if (db->db_state == DB_NOFILL)
1110                 return (SET_ERROR(EIO));
1111
1112         DB_DNODE_ENTER(db);
1113         dn = DB_DNODE(db);
1114         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1115                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1116
1117         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1118             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
1119             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
1120
1121         mutex_enter(&db->db_mtx);
1122         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1123                 /*
1124                  * If the arc buf is compressed, we need to decompress it to
1125                  * read the data. This could happen during the "zfs receive" of
1126                  * a stream which is compressed and deduplicated.
1127                  */
1128                 if (db->db_buf != NULL &&
1129                     arc_get_compression(db->db_buf) != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1130                         dbuf_fix_old_data(db,
1131                             spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1132                         err = arc_decompress(db->db_buf);
1133                         dbuf_set_data(db, db->db_buf);
1134                 }
1135                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1136                 if (prefetch)
1137                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1138                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1139                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1140                 DB_DNODE_EXIT(db);
1141         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1142                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1143                 boolean_t need_wait = B_FALSE;
1144
1145                 if (zio == NULL &&
1146                     db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1147                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
1148                         need_wait = B_TRUE;
1149                 }
1150                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
1151
1152                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
1153
1154                 if (prefetch)
1155                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1156
1157                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1158                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1159                 DB_DNODE_EXIT(db);
1160
1161                 if (need_wait)
1162                         err = zio_wait(zio);
1163         } else {
1164                 /*
1165                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
1166                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
1167                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
1168                  * first reader's request will reach the read_done callback
1169                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
1170                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
1171                  */
1172                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1173                 if (prefetch)
1174                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1175                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1176                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1177                 DB_DNODE_EXIT(db);
1178
1179                 /* Skip the wait per the caller's request. */
1180                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1181                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
1182                         while (db->db_state == DB_READ ||
1183                             db->db_state == DB_FILL) {
1184                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
1185                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
1186                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
1187                                     db, zio_t *, zio);
1188                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1189                         }
1190                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
1191                                 err = SET_ERROR(EIO);
1192                 }
1193                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1194         }
1195
1196         return (err);
1197 }
1198
1199 static void
1200 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
1201 {
1202         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1203         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1204         mutex_enter(&db->db_mtx);
1205         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1206                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1207         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1208                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1209                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1210
1211                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
1212                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1213                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(spa, db, type, db->db.db_size));
1214                 db->db_state = DB_FILL;
1215         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
1216                 dbuf_clear_data(db);
1217         } else {
1218                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1219         }
1220         mutex_exit(&db->db_mtx);
1221 }
1222
1223 void
1224 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
1225 {
1226         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1227         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1228         uint64_t txg = dr->dr_txg;
1229
1230         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1231         /*
1232          * This assert is valid because dmu_sync() expects to be called by
1233          * a zilog's get_data while holding a range lock.  This call only
1234          * comes from dbuf_dirty() callers who must also hold a range lock.
1235          */
1236         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
1237         ASSERT(db->db_level == 0);
1238
1239         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1240             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
1241                 return;
1242
1243         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
1244
1245         /* free this block */
1246         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
1247                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
1248
1249         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1250         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
1251
1252         /*
1253          * Release the already-written buffer, so we leave it in
1254          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
1255          * modifying the buffer, so they will immediately do
1256          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
1257          * the buf thawed to save the effort of freezing &
1258          * immediately re-thawing it.
1259          */
1260         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
1265  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
1266  * empty blocks.
1267  */
1268 void
1269 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1270     dmu_tx_t *tx)
1271 {
1272         dmu_buf_impl_t db_search;
1273         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1274         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1275         avl_index_t where;
1276
1277         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid &&
1278             !(start_blkid == DMU_SPILL_BLKID || end_blkid == DMU_SPILL_BLKID))
1279                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
1280         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
1281
1282         db_search.db_level = 0;
1283         db_search.db_blkid = start_blkid;
1284         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1285
1286         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1287         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1288         ASSERT3P(db, ==, NULL);
1289
1290         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1291
1292         for (; db != NULL; db = db_next) {
1293                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
1294                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1295
1296                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
1297                         break;
1298                 }
1299                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1300
1301                 /* found a level 0 buffer in the range */
1302                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1303                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
1304                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
1305                         continue;
1306                 }
1307
1308                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
1309                     db->db_state == DB_NOFILL ||
1310                     db->db_state == DB_EVICTING) {
1311                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1312                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1313                         continue;
1314                 }
1315                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
1316                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
1317                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
1318                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1319                         continue;
1320                 }
1321                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
1322                         ASSERT(db->db_buf);
1323                         dbuf_destroy(db);
1324                         continue;
1325                 }
1326                 /* The dbuf is referenced */
1327
1328                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
1329                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1330
1331                         if (dr->dr_txg == txg) {
1332                                 /*
1333                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
1334                                  * size to reflect that this buffer may
1335                                  * contain new data when we sync.
1336                                  */
1337                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
1338                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
1339                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
1340                                 dbuf_unoverride(dr);
1341                         } else {
1342                                 /*
1343                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1344                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1345                                  * the open context) or reset its contents to
1346                                  * empty.
1347                                  */
1348                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1349                         }
1350                 }
1351                 /* clear the contents if its cached */
1352                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1353                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1354                         arc_release(db->db_buf, db);
1355                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1356                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1357                 }
1358
1359                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1360         }
1361         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1362 }
1363
1364 void
1365 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1366 {
1367         arc_buf_t *buf, *obuf;
1368         int osize = db->db.db_size;
1369         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1370         dnode_t *dn;
1371
1372         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1373
1374         DB_DNODE_ENTER(db);
1375         dn = DB_DNODE(db);
1376
1377         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1378         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1379
1380         /*
1381          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1382          * is OK, because there can be no other references to the db
1383          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1384          * be happening.
1385          */
1386         /*
1387          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1388          * value and returning that up to our callers
1389          */
1390         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1391
1392         /* create the data buffer for the new block */
1393         buf = arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type, size);
1394
1395         /* copy old block data to the new block */
1396         obuf = db->db_buf;
1397         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1398         /* zero the remainder */
1399         if (size > osize)
1400                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1401
1402         mutex_enter(&db->db_mtx);
1403         dbuf_set_data(db, buf);
1404         arc_buf_destroy(obuf, db);
1405         db->db.db_size = size;
1406
1407         if (db->db_level == 0) {
1408                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1409                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1410         }
1411         mutex_exit(&db->db_mtx);
1412
1413         dmu_objset_willuse_space(dn->dn_objset, size - osize, tx);
1414         DB_DNODE_EXIT(db);
1415 }
1416
1417 void
1418 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1419 {
1420         objset_t *os = db->db_objset;
1421
1422         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1423         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1424             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1425         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1426
1427         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1428 }
1429
1430 /*
1431  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1432  * dirtied again.
1433  */
1434 static void
1435 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1436 {
1437         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1438
1439         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1440
1441         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1442                 /*
1443                  * If this buffer has already been written out,
1444                  * we now need to reset its state.
1445                  */
1446                 dbuf_unoverride(dr);
1447                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1448                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1449                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1450                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1451                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1452                 }
1453         }
1454 }
1455
1456 dbuf_dirty_record_t *
1457 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1458 {
1459         dnode_t *dn;
1460         objset_t *os;
1461         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1462         int drop_struct_lock = FALSE;
1463         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1464
1465         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1466         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1467         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1468
1469         DB_DNODE_ENTER(db);
1470         dn = DB_DNODE(db);
1471         /*
1472          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1473          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1474          * were already pre-dirtied in open context.
1475          */
1476 #ifdef DEBUG
1477         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1478                 rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1479                     RW_READER, FTAG);
1480         }
1481         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1482             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1483             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1484             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1485         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1486                 rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1487 #endif
1488         /*
1489          * We make this assert for private objects as well, but after we
1490          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1491          * in syncing context.
1492          */
1493         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1494             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1495             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1496
1497         mutex_enter(&db->db_mtx);
1498         /*
1499          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1500          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1501          * syncing context don't bother holding ahead.
1502          */
1503         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1504             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1505             db->db_state == DB_NOFILL);
1506
1507         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1508         /*
1509          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1510          * initialize the objset.
1511          */
1512         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
1513                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1514                         rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1515                             RW_READER, FTAG);
1516                 }
1517                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1518                         dn->dn_dirtyctx = (dmu_tx_is_syncing(tx) ?
1519                             DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1520                         ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1521                         dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1522                 }
1523                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1524                         rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1525                             FTAG);
1526                 }
1527         }
1528         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1529
1530         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1531                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1532
1533         /*
1534          * If this buffer is already dirty, we're done.
1535          */
1536         drp = &db->db_last_dirty;
1537         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1538             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1539         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1540                 drp = &dr->dr_next;
1541         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1542                 DB_DNODE_EXIT(db);
1543
1544                 dbuf_redirty(dr);
1545                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1546                 return (dr);
1547         }
1548
1549         /*
1550          * Only valid if not already dirty.
1551          */
1552         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1553             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1554             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1555
1556         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1557
1558         /*
1559          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1560          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1561          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1562          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1563          * this assertion only if we're not already dirty.
1564          */
1565         os = dn->dn_objset;
1566         VERIFY3U(tx->tx_txg, <=, spa_final_dirty_txg(os->os_spa));
1567 #ifdef DEBUG
1568         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1569                 rrw_enter(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1570         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1571             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1572         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1573                 rrw_exit(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1574 #endif
1575         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1576
1577         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1578
1579         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1580                 dmu_objset_willuse_space(os, db->db.db_size, tx);
1581         }
1582
1583         /*
1584          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1585          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1586          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1587          */
1588         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1589         if (db->db_level == 0) {
1590                 void *data_old = db->db_buf;
1591
1592                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1593                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1594                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1595                                 data_old = db->db.db_data;
1596                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1597                                 /*
1598                                  * Release the data buffer from the cache so
1599                                  * that we can modify it without impacting
1600                                  * possible other users of this cached data
1601                                  * block.  Note that indirect blocks and
1602                                  * private objects are not released until the
1603                                  * syncing state (since they are only modified
1604                                  * then).
1605                                  */
1606                                 arc_release(db->db_buf, db);
1607                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1608                                 data_old = db->db_buf;
1609                         }
1610                         ASSERT(data_old != NULL);
1611                 }
1612                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1613         } else {
1614                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1615                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1616                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1617                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1618         }
1619         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1620                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1621         dr->dr_dbuf = db;
1622         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1623         dr->dr_next = *drp;
1624         *drp = dr;
1625
1626         /*
1627          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1628          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1629          * happened after the free.
1630          */
1631         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1632             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1633                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1634                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1635                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1636                             db->db_blkid, 1);
1637                 }
1638                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1639                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1640         }
1641
1642         /*
1643          * This buffer is now part of this txg
1644          */
1645         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1646         db->db_dirtycnt += 1;
1647         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1648
1649         mutex_exit(&db->db_mtx);
1650
1651         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1652             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1653                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1654                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1655                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1656                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1657                 dnode_setdirty(dn, tx);
1658                 DB_DNODE_EXIT(db);
1659                 return (dr);
1660         }
1661
1662         /*
1663          * The dn_struct_rwlock prevents db_blkptr from changing
1664          * due to a write from syncing context completing
1665          * while we are running, so we want to acquire it before
1666          * looking at db_blkptr.
1667          */
1668         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1669                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1670                 drop_struct_lock = TRUE;
1671         }
1672
1673         /*
1674          * We need to hold the dn_struct_rwlock to make this assertion,
1675          * because it protects dn_phys / dn_next_nlevels from changing.
1676          */
1677         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1678             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1679             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1680             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1681             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1682
1683         /*
1684          * If we are overwriting a dedup BP, then unless it is snapshotted,
1685          * when we get to syncing context we will need to decrement its
1686          * refcount in the DDT.  Prefetch the relevant DDT block so that
1687          * syncing context won't have to wait for the i/o.
1688          */
1689         ddt_prefetch(os->os_spa, db->db_blkptr);
1690
1691         if (db->db_level == 0) {
1692                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1693                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1694         }
1695
1696         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1697                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1698                 dbuf_dirty_record_t *di;
1699                 int parent_held = FALSE;
1700
1701                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1702                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1703
1704                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1705                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1706                         ASSERT(parent != NULL);
1707                         parent_held = TRUE;
1708                 }
1709                 if (drop_struct_lock)
1710                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1711                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1712                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1713                 if (parent_held)
1714                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1715
1716                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1717                 /*
1718                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1719                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1720                  */
1721                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1722                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1723                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1724                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1725                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1726                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1727                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1728                         dr->dr_parent = di;
1729                 }
1730                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1731         } else {
1732                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1733                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1734                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1735                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1736                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1737                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1738                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1739                 if (drop_struct_lock)
1740                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1741         }
1742
1743         dnode_setdirty(dn, tx);
1744         DB_DNODE_EXIT(db);
1745         return (dr);
1746 }
1747
1748 /*
1749  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1750  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1751  */
1752 static boolean_t
1753 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1754 {
1755         dnode_t *dn;
1756         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1757         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1758
1759         ASSERT(txg != 0);
1760
1761         /*
1762          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1763          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1764          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1765          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1766          */
1767         ASSERT(db->db_objset ==
1768             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1769             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1770         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1771         ASSERT0(db->db_level);
1772         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1773
1774         /*
1775          * If this buffer is not dirty, we're done.
1776          */
1777         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1778                 if (dr->dr_txg <= txg)
1779                         break;
1780         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1781                 return (B_FALSE);
1782         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1783         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1784
1785         DB_DNODE_ENTER(db);
1786         dn = DB_DNODE(db);
1787
1788         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1789
1790         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1791
1792         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1793             dr->dr_accounted, txg);
1794
1795         *drp = dr->dr_next;
1796
1797         /*
1798          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1799          * where this dirty record may be put on a list.
1800          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1801          * every one of those list_insert calls.
1802          */
1803         if (dr->dr_parent) {
1804                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1805                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1806                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1807         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1808             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1809                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1810                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1811                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1812                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1813         }
1814         DB_DNODE_EXIT(db);
1815
1816         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1817                 dbuf_unoverride(dr);
1818
1819                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1820                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1821                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1822                         arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
1823         }
1824
1825         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1826
1827         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1828         db->db_dirtycnt -= 1;
1829
1830         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1831                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(db->db_buf));
1832                 dbuf_destroy(db);
1833                 return (B_TRUE);
1834         }
1835
1836         return (B_FALSE);
1837 }
1838
1839 void
1840 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1841 {
1842         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1843         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1844
1845         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1846         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1847
1848         /*
1849          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1850          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1851          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1852          * cached).
1853          */
1854         mutex_enter(&db->db_mtx);
1855         dbuf_dirty_record_t *dr;
1856         for (dr = db->db_last_dirty;
1857             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1858                 /*
1859                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1860                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1861                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1862                  */
1863                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1864                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1865                         dbuf_redirty(dr);
1866                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1867                         return;
1868                 }
1869         }
1870         mutex_exit(&db->db_mtx);
1871
1872         DB_DNODE_ENTER(db);
1873         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1874                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1875         DB_DNODE_EXIT(db);
1876         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1877         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1878 }
1879
1880 void
1881 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1882 {
1883         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1884
1885         db->db_state = DB_NOFILL;
1886
1887         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1888 }
1889
1890 void
1891 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1892 {
1893         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1894
1895         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1896         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1897         ASSERT(db->db_level == 0);
1898         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1899
1900         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1901             dmu_tx_private_ok(tx));
1902
1903         dbuf_noread(db);
1904         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1905 }
1906
1907 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1908 /* ARGSUSED */
1909 void
1910 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1911 {
1912         mutex_enter(&db->db_mtx);
1913         DBUF_VERIFY(db);
1914
1915         if (db->db_state == DB_FILL) {
1916                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1917                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1918                         /* we were freed while filling */
1919                         /* XXX dbuf_undirty? */
1920                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1921                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1922                 }
1923                 db->db_state = DB_CACHED;
1924                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1925         }
1926         mutex_exit(&db->db_mtx);
1927 }
1928
1929 void
1930 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1931     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1932     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1933     dmu_tx_t *tx)
1934 {
1935         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1936         struct dirty_leaf *dl;
1937         dmu_object_type_t type;
1938
1939         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1940                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1941                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1942         }
1943
1944         DB_DNODE_ENTER(db);
1945         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1946         DB_DNODE_EXIT(db);
1947
1948         ASSERT0(db->db_level);
1949         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1950
1951         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1952
1953         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1954         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1955         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1956             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1957         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1958         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1959         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1960         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1961
1962         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1963         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1968  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1969  */
1970 void
1971 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1972 {
1973         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1974         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1975         ASSERT(db->db_level == 0);
1976         ASSERT3U(dbuf_is_metadata(db), ==, arc_is_metadata(buf));
1977         ASSERT(buf != NULL);
1978         ASSERT(arc_buf_lsize(buf) == db->db.db_size);
1979         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1980
1981         arc_return_buf(buf, db);
1982         ASSERT(arc_released(buf));
1983
1984         mutex_enter(&db->db_mtx);
1985
1986         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1987                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1988
1989         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1990
1991         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1992             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1993                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1994                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1995                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1996                 arc_buf_destroy(buf, db);
1997                 xuio_stat_wbuf_copied();
1998                 return;
1999         }
2000
2001         xuio_stat_wbuf_nocopy();
2002         if (db->db_state == DB_CACHED) {
2003                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
2004
2005                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
2006                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
2007                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
2008                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
2009                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
2010                                     DR_OVERRIDDEN);
2011                                 arc_release(db->db_buf, db);
2012                         }
2013                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
2014                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2015                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
2016                         arc_release(db->db_buf, db);
2017                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2018                 }
2019                 db->db_buf = NULL;
2020         }
2021         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2022         dbuf_set_data(db, buf);
2023         db->db_state = DB_FILL;
2024         mutex_exit(&db->db_mtx);
2025         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2026         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
2027 }
2028
2029 void
2030 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
2031 {
2032         dnode_t *dn;
2033         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2034         dmu_buf_impl_t *dndb;
2035
2036         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2037         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2038
2039         if (db->db_buf != NULL) {
2040                 arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2041                 db->db_buf = NULL;
2042         }
2043
2044         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2045                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
2046                 zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
2047                 arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2048                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2049         }
2050
2051         dbuf_clear_data(db);
2052
2053         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2054                 multilist_remove(dbuf_cache, db);
2055                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2056                     db->db.db_size, db);
2057         }
2058
2059         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2060         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2061
2062         db->db_state = DB_EVICTING;
2063         db->db_blkptr = NULL;
2064
2065         /*
2066          * Now that db_state is DB_EVICTING, nobody else can find this via
2067          * the hash table.  We can now drop db_mtx, which allows us to
2068          * acquire the dn_dbufs_mtx.
2069          */
2070         mutex_exit(&db->db_mtx);
2071
2072         DB_DNODE_ENTER(db);
2073         dn = DB_DNODE(db);
2074         dndb = dn->dn_dbuf;
2075         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2076                 boolean_t needlock = !MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx);
2077                 if (needlock)
2078                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2079                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
2080                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2081                 membar_producer();
2082                 DB_DNODE_EXIT(db);
2083                 if (needlock)
2084                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2085                 /*
2086                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
2087                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
2088                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
2089                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
2090                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
2091                  * release any lock.
2092                  */
2093                 dnode_rele(dn, db);
2094                 db->db_dnode_handle = NULL;
2095
2096                 dbuf_hash_remove(db);
2097         } else {
2098                 DB_DNODE_EXIT(db);
2099         }
2100
2101         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2102
2103         db->db_parent = NULL;
2104
2105         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2106         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2107         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2108         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2109         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2110         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
2111
2112         kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2113         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2114
2115         /*
2116          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
2117          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
2118          */
2119         if (parent && parent != dndb)
2120                 dbuf_rele(parent, db);
2121 }
2122
2123 /*
2124  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
2125  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
2126  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
2127  * object.
2128  */
2129 static int
2130 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
2131     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
2132 {
2133         *parentp = NULL;
2134         *bpp = NULL;
2135
2136         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2137
2138         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2139                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2140                 if (dn->dn_have_spill &&
2141                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
2142                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
2143                 else
2144                         *bpp = NULL;
2145                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2146                 *parentp = dn->dn_dbuf;
2147                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2148                 return (0);
2149         }
2150
2151         int nlevels =
2152             (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) ? 1 : dn->dn_phys->dn_nlevels;
2153         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2154
2155         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
2156         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2157         /*
2158          * This assertion shouldn't trip as long as the max indirect block size
2159          * is less than 1M.  The reason for this is that up to that point,
2160          * the number of levels required to address an entire object with blocks
2161          * of size SPA_MINBLOCKSIZE satisfies nlevels * epbs + 1 <= 64.  In
2162          * other words, if N * epbs + 1 > 64, then if (N-1) * epbs + 1 > 55
2163          * (i.e. we can address the entire object), objects will all use at most
2164          * N-1 levels and the assertion won't overflow.  However, once epbs is
2165          * 13, 4 * 13 + 1 = 53, but 5 * 13 + 1 = 66.  Then, 4 levels will not be
2166          * enough to address an entire object, so objects will have 5 levels,
2167          * but then this assertion will overflow.
2168          *
2169          * All this is to say that if we ever increase DN_MAX_INDBLKSHIFT, we
2170          * need to redo this logic to handle overflows.
2171          */
2172         ASSERT(level >= nlevels ||
2173             ((nlevels - level - 1) * epbs) +
2174             highbit64(dn->dn_phys->dn_nblkptr) <= 64);
2175         if (level >= nlevels ||
2176             blkid >= ((uint64_t)dn->dn_phys->dn_nblkptr <<
2177             ((nlevels - level - 1) * epbs)) ||
2178             (fail_sparse &&
2179             blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
2180                 /* the buffer has no parent yet */
2181                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2182         } else if (level < nlevels-1) {
2183                 /* this block is referenced from an indirect block */
2184                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
2185                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
2186                 if (err)
2187                         return (err);
2188                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
2189                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
2190                 if (err) {
2191                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
2192                         *parentp = NULL;
2193                         return (err);
2194                 }
2195                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
2196                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2197                 if (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))
2198                         ASSERT(BP_IS_HOLE(*bpp));
2199                 return (0);
2200         } else {
2201                 /* the block is referenced from the dnode */
2202                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
2203                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
2204                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2205                 if (dn->dn_dbuf) {
2206                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2207                         *parentp = dn->dn_dbuf;
2208                 }
2209                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
2210                 return (0);
2211         }
2212 }
2213
2214 static dmu_buf_impl_t *
2215 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2216     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
2217 {
2218         objset_t *os = dn->dn_objset;
2219         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
2220
2221         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2222         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
2223
2224         db = kmem_cache_alloc(dbuf_kmem_cache, KM_SLEEP);
2225
2226         db->db_objset = os;
2227         db->db.db_object = dn->dn_object;
2228         db->db_level = level;
2229         db->db_blkid = blkid;
2230         db->db_last_dirty = NULL;
2231         db->db_dirtycnt = 0;
2232         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
2233         db->db_parent = parent;
2234         db->db_blkptr = blkptr;
2235
2236         db->db_user = NULL;
2237         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
2238         db->db_freed_in_flight = FALSE;
2239         db->db_pending_evict = FALSE;
2240
2241         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2242                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
2243                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
2244                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
2245                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
2246                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
2247                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2248                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
2249                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2250                 return (db);
2251         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2252                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
2253                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
2254                 db->db.db_offset = 0;
2255         } else {
2256                 int blocksize =
2257                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
2258                 db->db.db_size = blocksize;
2259                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
2260         }
2261
2262         /*
2263          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
2264          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
2265          * This prevents a possible deadlock with someone
2266          * trying to look up this dbuf before its added to the
2267          * dn_dbufs list.
2268          */
2269         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2270         db->db_state = DB_EVICTING;
2271         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
2272                 /* someone else inserted it first */
2273                 kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2274                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2275                 return (odb);
2276         }
2277         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
2278
2279         db->db_state = DB_UNCACHED;
2280         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2281         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2282
2283         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
2284                 dbuf_add_ref(parent, db);
2285
2286         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2287             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
2288         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
2289         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
2290
2291         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
2292
2293         return (db);
2294 }
2295
2296 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2297         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2298         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2299         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2300         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2301         dnode_t *dpa_dnode; /* The dnode associated with the prefetch */
2302         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2303         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2304         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2305 } dbuf_prefetch_arg_t;
2306
2307 /*
2308  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2309  */
2310 static void
2311 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2312 {
2313         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2314                 return;
2315
2316         arc_flags_t aflags =
2317             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2318
2319         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2320         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2321         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2322         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2323             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2324             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2329  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2330  * prefetch if the next block down is our target.
2331  */
2332 static void
2333 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, const zbookmark_phys_t *zb,
2334     const blkptr_t *iobp, arc_buf_t *abuf, void *private)
2335 {
2336         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2337
2338         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2339         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2340
2341         /*
2342          * The dpa_dnode is only valid if we are called with a NULL
2343          * zio. This indicates that the arc_read() returned without
2344          * first calling zio_read() to issue a physical read. Once
2345          * a physical read is made the dpa_dnode must be invalidated
2346          * as the locks guarding it may have been dropped. If the
2347          * dpa_dnode is still valid, then we want to add it to the dbuf
2348          * cache. To do so, we must hold the dbuf associated with the block
2349          * we just prefetched, read its contents so that we associate it
2350          * with an arc_buf_t, and then release it.
2351          */
2352         if (zio != NULL) {
2353                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2354                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW) {
2355                         ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2356                 } else {
2357                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2358                 }
2359                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2360
2361                 dpa->dpa_dnode = NULL;
2362         } else if (dpa->dpa_dnode != NULL) {
2363                 uint64_t curblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2364                     (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel -
2365                     dpa->dpa_zb.zb_level));
2366                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dpa->dpa_dnode,
2367                     dpa->dpa_curlevel, curblkid, FTAG);
2368                 (void) dbuf_read(db, NULL,
2369                     DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_HAVESTRUCT);
2370                 dbuf_rele(db, FTAG);
2371         }
2372
2373         if (abuf == NULL) {
2374                 kmem_free(dpa, sizeof(*dpa));
2375                 return;
2376         }
2377         
2378         dpa->dpa_curlevel--;
2379
2380         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2381             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2382         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2383             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2384         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
2385                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2386         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2387                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2388                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2389                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2390         } else {
2391                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2392                 zbookmark_phys_t zb;
2393
2394                 /* flag if L2ARC eligible, l2arc_noprefetch then decides */
2395                 if (dpa->dpa_aflags & ARC_FLAG_L2CACHE)
2396                         iter_aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
2397
2398                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2399
2400                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2401                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2402
2403                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2404                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2405                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2406                     &iter_aflags, &zb);
2407         }
2408
2409         arc_buf_destroy(abuf, private);
2410 }
2411
2412 /*
2413  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2414  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2415  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2416  * complete.
2417  */
2418 void
2419 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2420     arc_flags_t aflags)
2421 {
2422         blkptr_t bp;
2423         int epbs, nlevels, curlevel;
2424         uint64_t curblkid;
2425
2426         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2427         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2428
2429         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2430                 return;
2431
2432         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2433                 return;
2434
2435         /*
2436          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2437          * prefetch.
2438          */
2439         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2440         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2441                 return;
2442
2443         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2444         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2445                 return;
2446
2447         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2448             level, blkid);
2449         if (db != NULL) {
2450                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2451                 /*
2452                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2453                  * (we assume) about to be read or filled.
2454                  */
2455                 return;
2456         }
2457
2458         /*
2459          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2460          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2461          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2462          */
2463         curlevel = level;
2464         curblkid = blkid;
2465         while (curlevel < nlevels - 1) {
2466                 int parent_level = curlevel + 1;
2467                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2468                 dmu_buf_impl_t *db;
2469
2470                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2471                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2472                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2473                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2474                         dbuf_rele(db, FTAG);
2475                         break;
2476                 }
2477
2478                 curlevel = parent_level;
2479                 curblkid = parent_blkid;
2480         }
2481
2482         if (curlevel == nlevels - 1) {
2483                 /* No cached indirect blocks found. */
2484                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2485                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2486         }
2487         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2488                 return;
2489
2490         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2491
2492         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2493             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2494
2495         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2496         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2497         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2498             dn->dn_object, level, blkid);
2499         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2500         dpa->dpa_prio = prio;
2501         dpa->dpa_aflags = aflags;
2502         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2503         dpa->dpa_dnode = dn;
2504         dpa->dpa_epbs = epbs;
2505         dpa->dpa_zio = pio;
2506
2507         /* flag if L2ARC eligible, l2arc_noprefetch then decides */
2508         if (DNODE_LEVEL_IS_L2CACHEABLE(dn, level))
2509                 dpa->dpa_aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
2510
2511         /*
2512          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2513          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2514          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2515          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2516          * doing.
2517          */
2518         if (curlevel == level) {
2519                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2520                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2521                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2522         } else {
2523                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2524                 zbookmark_phys_t zb;
2525
2526                 /* flag if L2ARC eligible, l2arc_noprefetch then decides */
2527                 if (DNODE_LEVEL_IS_L2CACHEABLE(dn, level))
2528                         iter_aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
2529
2530                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2531                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2532                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2533                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2534                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2535                     &iter_aflags, &zb);
2536         }
2537         /*
2538          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2539          * dpa may have already been freed.
2540          */
2541         zio_nowait(pio);
2542 }
2543
2544 /*
2545  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2546  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2547  */
2548 int
2549 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2550     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2551     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2552 {
2553         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2554
2555         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2556         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2557         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2558
2559         *dbp = NULL;
2560 top:
2561         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2562         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2563
2564         if (db == NULL) {
2565                 blkptr_t *bp = NULL;
2566                 int err;
2567
2568                 if (fail_uncached)
2569                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2570
2571                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2572                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2573                 if (fail_sparse) {
2574                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2575                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2576                         if (err) {
2577                                 if (parent)
2578                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2579                                 return (err);
2580                         }
2581                 }
2582                 if (err && err != ENOENT)
2583                         return (err);
2584                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2585         }
2586
2587         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2588                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2589                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2590         }
2591
2592         if (db->db_buf != NULL) {
2593                 arc_buf_access(db->db_buf);
2594                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2595         }
2596
2597         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2598
2599         /*
2600          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2601          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2602          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2603          */
2604         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2605             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2606             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2607                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2608
2609                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2610                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2611
2612                         dbuf_set_data(db,
2613                             arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type,
2614                             db->db.db_size));
2615                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2616                             db->db.db_size);
2617                 }
2618         }
2619
2620         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2621                 ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2622                 multilist_remove(dbuf_cache, db);
2623                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2624                     db->db.db_size, db);
2625         }
2626         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2627         DBUF_VERIFY(db);
2628         mutex_exit(&db->db_mtx);
2629
2630         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2631         if (parent)
2632                 dbuf_rele(parent, NULL);
2633
2634         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2635         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2636         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2637         *dbp = db;
2638
2639         return (0);
2640 }
2641
2642 dmu_buf_impl_t *
2643 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2644 {
2645         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2646 }
2647
2648 dmu_buf_impl_t *
2649 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2650 {
2651         dmu_buf_impl_t *db;
2652         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2653         return (err ? NULL : db);
2654 }
2655
2656 void
2657 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2658 {
2659         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2660
2661         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2662         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2663 }
2664
2665 int
2666 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2667 {
2668         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2669         dnode_t *dn;
2670
2671         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2672                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2673         if (blksz == 0)
2674                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2675         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2676         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2677
2678         DB_DNODE_ENTER(db);
2679         dn = DB_DNODE(db);
2680         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2681         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2682         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2683         DB_DNODE_EXIT(db);
2684
2685         return (0);
2686 }
2687
2688 void
2689 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2690 {
2691         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2692 }
2693
2694 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2695 void
2696 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2697 {
2698         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2699         ASSERT3S(holds, >, 1);
2700 }
2701
2702 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2703 boolean_t
2704 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2705     void *tag)
2706 {
2707         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2708         dmu_buf_impl_t *found_db;
2709         boolean_t result = B_FALSE;
2710
2711         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2712                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2713         else
2714                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2715
2716         if (found_db != NULL) {
2717                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2718                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2719                         result = B_TRUE;
2720                 }
2721                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2722         }
2723         return (result);
2724 }
2725
2726 /*
2727  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2728  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2729  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2730  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2731  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2732  */
2733 void
2734 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2735 {
2736         mutex_enter(&db->db_mtx);
2737         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2738 }
2739
2740 void
2741 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2742 {
2743         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2744 }
2745
2746 /*
2747  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2748  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2749  */
2750 void
2751 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2752 {
2753         int64_t holds;
2754
2755         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2756         DBUF_VERIFY(db);
2757
2758         /*
2759          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2760          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2761          * buffer has a corresponding dnode hold.
2762          */
2763         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2764         ASSERT(holds >= 0);
2765
2766         /*
2767          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2768          * may be modified in the current syncing context.
2769          */
2770         if (db->db_buf != NULL &&
2771             holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0)) {
2772                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2773         }
2774
2775         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2776             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
2777                 dbuf_evict_user(db);
2778
2779         if (holds == 0) {
2780                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2781                         dnode_t *dn;
2782                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
2783
2784                         /*
2785                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2786                          * barrier until the move completes.
2787                          */
2788                         DB_DNODE_ENTER(db);
2789
2790                         dn = DB_DNODE(db);
2791                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2792
2793                         /*
2794                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2795                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2796                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2797                          * the dnode_rele() below.
2798                          */
2799                         DB_DNODE_EXIT(db);
2800
2801                         /*
2802                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2803                          * Another thread may evict it.
2804                          */
2805                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2806
2807                         if (evict_dbuf)
2808                                 dnode_evict_bonus(dn);
2809
2810                         dnode_rele(dn, db);
2811                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2812                         /*
2813                          * This is a special case: we never associated this
2814                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2815                          */
2816                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2817                             db->db_state == DB_NOFILL);
2818                         dbuf_destroy(db);
2819                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2820                         /*
2821                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2822                          */
2823                         dbuf_destroy(db);
2824                 } else {
2825                         boolean_t do_arc_evict = B_FALSE;
2826                         blkptr_t bp;
2827                         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
2828
2829                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) &&
2830                             db->db_blkptr != NULL &&
2831                             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2832                             !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2833                                 do_arc_evict = B_TRUE;
2834                                 bp = *db->db_blkptr;
2835                         }
2836
2837                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
2838                             db->db_pending_evict) {
2839                                 dbuf_destroy(db);
2840                         } else if (!multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2841                                 multilist_insert(dbuf_cache, db);
2842                                 (void) refcount_add_many(&dbuf_cache_size,
2843                                     db->db.db_size, db);
2844                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2845
2846                                 dbuf_evict_notify();
2847                         }
2848
2849                         if (do_arc_evict)
2850                                 arc_freed(spa, &bp);
2851                 }
2852         } else {
2853                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2854         }
2855
2856 }
2857
2858 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2859 uint64_t
2860 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2861 {
2862         return (refcount_count(&db->db_holds));
2863 }
2864
2865 void *
2866 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2867     dmu_buf_user_t *new_user)
2868 {
2869         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2870
2871         mutex_enter(&db->db_mtx);
2872         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2873         if (db->db_user == old_user)
2874                 db->db_user = new_user;
2875         else
2876                 old_user = db->db_user;
2877         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2878         mutex_exit(&db->db_mtx);
2879
2880         return (old_user);
2881 }
2882
2883 void *
2884 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2885 {
2886         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2887 }
2888
2889 void *
2890 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2891 {
2892         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2893
2894         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
2895         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2896 }
2897
2898 void *
2899 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2900 {
2901         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2902 }
2903
2904 void *
2905 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2906 {
2907         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2908
2909         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2910         return (db->db_user);
2911 }
2912
2913 void
2914 dmu_buf_user_evict_wait()
2915 {
2916         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2917 }
2918
2919 blkptr_t *
2920 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2921 {
2922         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2923         return (dbi->db_blkptr);
2924 }
2925
2926 objset_t *
2927 dmu_buf_get_objset(dmu_buf_t *db)
2928 {
2929         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2930         return (dbi->db_objset);
2931 }
2932
2933 dnode_t *
2934 dmu_buf_dnode_enter(dmu_buf_t *db)
2935 {
2936         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2937         DB_DNODE_ENTER(dbi);
2938         return (DB_DNODE(dbi));
2939 }
2940
2941 void
2942 dmu_buf_dnode_exit(dmu_buf_t *db)
2943 {
2944         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2945         DB_DNODE_EXIT(dbi);
2946 }
2947
2948 static void
2949 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2950 {
2951         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2952         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2953
2954         if (db->db_blkptr != NULL)
2955                 return;
2956
2957         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2958                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2959                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2960                 return;
2961         }
2962         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2963                 /*
2964                  * This buffer was allocated at a time when there was
2965                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2966                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2967                  */
2968                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2969                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2970                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2971                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2972                 DBUF_VERIFY(db);
2973         } else {
2974                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2975                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2976
2977                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2978                 if (parent == NULL) {
2979                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2980                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2981                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2982                             db->db_blkid >> epbs, db);
2983                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2984                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2985                         db->db_parent = parent;
2986                 }
2987                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2988                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2989                 DBUF_VERIFY(db);
2990         }
2991 }
2992
2993 static void
2994 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2995 {
2996         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2997         dnode_t *dn;
2998         zio_t *zio;
2999
3000         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3001
3002         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3003
3004         mutex_enter(&db->db_mtx);
3005
3006         ASSERT(db->db_level > 0);
3007         DBUF_VERIFY(db);
3008
3009         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
3010         if (db->db_buf == NULL) {
3011                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3012                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
3013                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3014         }
3015         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
3016         ASSERT(db->db_buf != NULL);
3017
3018         DB_DNODE_ENTER(db);
3019         dn = DB_DNODE(db);
3020         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
3021         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3022         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3023         DB_DNODE_EXIT(db);
3024
3025         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
3026         db->db_data_pending = dr;
3027
3028         mutex_exit(&db->db_mtx);
3029
3030         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
3031
3032         zio = dr->dr_zio;
3033         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
3034         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
3035         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3036         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
3037         zio_nowait(zio);
3038 }
3039
3040 static void
3041 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
3042 {
3043         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
3044         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3045         dnode_t *dn;
3046         objset_t *os;
3047         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3048
3049         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3050
3051         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3052
3053         mutex_enter(&db->db_mtx);
3054         /*
3055          * To be synced, we must be dirtied.  But we
3056          * might have been freed after the dirty.
3057          */
3058         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
3059                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
3060                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
3061         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
3062                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
3063                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
3064         } else {
3065                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
3066         }
3067         DBUF_VERIFY(db);
3068
3069         DB_DNODE_ENTER(db);
3070         dn = DB_DNODE(db);
3071
3072         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3073                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3074                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
3075                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3076         }
3077
3078         /*
3079          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
3080          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
3081          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
3082          * be called).
3083          */
3084         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3085                 dbuf_dirty_record_t **drp;
3086
3087                 ASSERT(*datap != NULL);
3088                 ASSERT0(db->db_level);
3089                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
3090                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
3091                 DB_DNODE_EXIT(db);
3092
3093                 if (*datap != db->db.db_data) {
3094                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
3095                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
3096                 }
3097                 db->db_data_pending = NULL;
3098                 drp = &db->db_last_dirty;
3099                 while (*drp != dr)
3100                         drp = &(*drp)->dr_next;
3101                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3102                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3103                 *drp = dr->dr_next;
3104                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
3105                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3106                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3107                 }
3108                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3109                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3110                 db->db_dirtycnt -= 1;
3111                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
3112                 return;
3113         }
3114
3115         os = dn->dn_objset;
3116
3117         /*
3118          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
3119          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
3120          * don't check the dr_override_state until we have returned from
3121          * dbuf_check_blkptr.
3122          */
3123         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3124
3125         /*
3126          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
3127          * wait for the synchronous IO to complete.
3128          */
3129         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
3130                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
3131                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
3132                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
3133         }
3134
3135         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
3136             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
3137             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
3138             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
3139             *datap == db->db_buf) {
3140                 /*
3141                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
3142                  * are active holds and db_data still references it),
3143                  * then make a copy before we start the write so that
3144                  * any modifications from the open txg will not leak
3145                  * into this write.
3146                  *
3147                  * NOTE: this copy does not need to be made for
3148                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
3149                  * DNONE_DNODE blocks).
3150                  */
3151                 int psize = arc_buf_size(*datap);
3152                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
3153                 enum zio_compress compress_type = arc_get_compression(*datap);
3154
3155                 if (compress_type == ZIO_COMPRESS_OFF) {
3156                         *datap = arc_alloc_buf(os->os_spa, db, type, psize);
3157                 } else {
3158                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
3159                         int lsize = arc_buf_lsize(*datap);
3160                         *datap = arc_alloc_compressed_buf(os->os_spa, db,
3161                             psize, lsize, compress_type);
3162                 }
3163                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, psize);
3164         }
3165         db->db_data_pending = dr;
3166
3167         mutex_exit(&db->db_mtx);
3168
3169         dbuf_write(dr, *datap, tx);
3170
3171         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3172         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3173                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
3174                 DB_DNODE_EXIT(db);
3175         } else {
3176                 /*
3177                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
3178                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
3179                  * that the IO could actually be completed before the nowait
3180                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
3181                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
3182                  */
3183                 DB_DNODE_EXIT(db);
3184                 zio_nowait(dr->dr_zio);
3185         }
3186 }
3187
3188 void
3189 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
3190 {
3191         dbuf_dirty_record_t *dr;
3192
3193         while (dr = list_head(list)) {
3194                 if (dr->dr_zio != NULL) {
3195                         /*
3196                          * If we find an already initialized zio then we
3197                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
3198                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
3199                          * during processing, so that we can zio_wait()
3200                          * these IOs after initiating all child IOs.
3201                          */
3202                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
3203                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
3204                         break;
3205                 }
3206                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
3207                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
3208                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
3209                 }
3210                 list_remove(list, dr);
3211                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
3212                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
3213                 else
3214                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
3215         }
3216 }
3217
3218 /* ARGSUSED */
3219 static void
3220 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3221 {
3222         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3223         dnode_t *dn;
3224         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3225         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3226         spa_t *spa = zio->io_spa;
3227         int64_t delta;
3228         uint64_t fill = 0;
3229         int i;
3230
3231         ASSERT3P(db->db_blkptr, !=, NULL);
3232         ASSERT3P(&db->db_data_pending->dr_bp_copy, ==, bp);
3233
3234         DB_DNODE_ENTER(db);
3235         dn = DB_DNODE(db);
3236         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
3237         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
3238         zio->io_prev_space_delta = delta;
3239
3240         if (bp->blk_birth != 0) {
3241                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
3242                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
3243                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
3244                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
3245                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
3246                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
3247         }
3248
3249         mutex_enter(&db->db_mtx);
3250
3251 #ifdef ZFS_DEBUG
3252         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3253                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3254                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(bp)) &&
3255                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3256         }
3257 #endif
3258
3259         if (db->db_level == 0) {
3260                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3261                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
3262                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3263                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
3264                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3265
3266                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3267                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
3268                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
3269                             i--, dnp++) {
3270                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
3271                                         fill++;
3272                         }
3273                 } else {
3274                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
3275                                 fill = 0;
3276                         } else {
3277                                 fill = 1;
3278                         }
3279                 }
3280         } else {
3281                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
3282                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3283                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
3284                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
3285                                 continue;
3286                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
3287                 }
3288         }
3289         DB_DNODE_EXIT(db);
3290
3291         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
3292                 bp->blk_fill = fill;
3293
3294         mutex_exit(&db->db_mtx);
3295
3296         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3297         *db->db_blkptr = *bp;
3298         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3299 }
3300
3301 /* ARGSUSED */
3302 /*
3303  * This function gets called just prior to running through the compression
3304  * stage of the zio pipeline. If we're an indirect block comprised of only
3305  * holes, then we want this indirect to be compressed away to a hole. In
3306  * order to do that we must zero out any information about the holes that
3307  * this indirect points to prior to before we try to compress it.
3308  */
3309 static void
3310 dbuf_write_children_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3311 {
3312         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3313         dnode_t *dn;
3314         blkptr_t *bp;
3315         unsigned int epbs, i;
3316
3317         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
3318         DB_DNODE_ENTER(db);
3319         dn = DB_DNODE(db);
3320         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3321         ASSERT3U(epbs, <, 31);
3322
3323         /* Determine if all our children are holes */
3324         for (i = 0, bp = db->db.db_data; i < 1 << epbs; i++, bp++) {
3325                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
3326                         break;
3327         }
3328
3329         /*
3330          * If all the children are holes, then zero them all out so that
3331          * we may get compressed away.
3332          */
3333         if (i == 1 << epbs) {
3334                 /*
3335                  * We only found holes. Grab the rwlock to prevent
3336                  * anybody from reading the blocks we're about to
3337                  * zero out.
3338                  */
3339                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3340                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
3341                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3342         }
3343         DB_DNODE_EXIT(db);
3344 }
3345
3346 /*
3347  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
3348  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
3349  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
3350  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
3351  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
3352  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
3353  * i/os complete.
3354  */
3355 /* ARGSUSED */
3356 static void
3357 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
3358 {
3359         dmu_buf_impl_t *db = arg;
3360         objset_t *os = db->db_objset;
3361         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
3362         dbuf_dirty_record_t *dr;
3363         int delta = 0;
3364
3365         dr = db->db_data_pending;
3366         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
3367
3368         /*
3369          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
3370          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
3371          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
3372          * dsl_pool_undirty_space().
3373          */
3374         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
3375         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
3376 }
3377
3378 /* ARGSUSED */
3379 static void
3380 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3381 {
3382         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3383         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3384         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3385         objset_t *os = db->db_objset;
3386         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3387         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3388
3389         ASSERT0(zio->io_error);
3390         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3391
3392         /*
3393          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3394          * original and bypass all the accounting.
3395          */
3396         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3397                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3398         } else {
3399                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3400                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3401                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3402         }
3403
3404         mutex_enter(&db->db_mtx);
3405
3406         DBUF_VERIFY(db);
3407
3408         drp = &db->db_last_dirty;
3409         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3410                 drp = &dr->dr_next;
3411         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3412         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3413         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3414         *drp = dr->dr_next;
3415
3416 #ifdef ZFS_DEBUG
3417         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3418                 dnode_t *dn;
3419
3420                 DB_DNODE_ENTER(db);
3421                 dn = DB_DNODE(db);
3422                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3423                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3424                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3425                 DB_DNODE_EXIT(db);
3426         }
3427 #endif
3428
3429         if (db->db_level == 0) {
3430                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3431                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3432                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3433                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3434                                 arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
3435                 }
3436         } else {
3437                 dnode_t *dn;
3438
3439                 DB_DNODE_ENTER(db);
3440                 dn = DB_DNODE(db);
3441                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3442                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3443                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3444                         int epbs =
3445                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3446                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3447                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3448                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3449                             db->db.db_size);
3450                 }
3451                 DB_DNODE_EXIT(db);
3452                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3453                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3454         }
3455         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3456
3457         cv_broadcast(&db->db_changed);
3458         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3459         db->db_dirtycnt -= 1;
3460         db->db_data_pending = NULL;
3461         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3462 }
3463
3464 static void
3465 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3466 {
3467         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3468 }
3469
3470 static void
3471 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3472 {
3473         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3474 }
3475
3476 static void
3477 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3478 {
3479         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3480         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3481
3482         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3483 }
3484
3485 static void
3486 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3487 {
3488         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3489         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3490         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3491
3492         mutex_enter(&db->db_mtx);
3493         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3494                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3495                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3496                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3497         }
3498         mutex_exit(&db->db_mtx);
3499         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3500
3501         if (zio->io_abd != NULL)
3502                 abd_put(zio->io_abd);
3503 }
3504
3505 typedef struct dbuf_remap_impl_callback_arg {
3506         objset_t        *drica_os;
3507         uint64_t        drica_blk_birth;
3508         dmu_tx_t        *drica_tx;
3509 } dbuf_remap_impl_callback_arg_t;
3510
3511 static void
3512 dbuf_remap_impl_callback(uint64_t vdev, uint64_t offset, uint64_t size,
3513     void *arg)
3514 {
3515         dbuf_remap_impl_callback_arg_t *drica = arg;
3516         objset_t *os = drica->drica_os;
3517         spa_t *spa = dmu_objset_spa(os);
3518         dmu_tx_t *tx = drica->drica_tx;
3519
3520         ASSERT(dsl_pool_sync_context(spa_get_dsl(spa)));
3521
3522         if (os == spa_meta_objset(spa)) {
3523                 spa_vdev_indirect_mark_obsolete(spa, vdev, offset, size, tx);
3524         } else {
3525                 dsl_dataset_block_remapped(dmu_objset_ds(os), vdev, offset,
3526                     size, drica->drica_blk_birth, tx);
3527         }
3528 }
3529
3530 static void
3531 dbuf_remap_impl(dnode_t *dn, blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
3532 {
3533         blkptr_t bp_copy = *bp;
3534         spa_t *spa = dmu_objset_spa(dn->dn_objset);
3535         dbuf_remap_impl_callback_arg_t drica;
3536
3537         ASSERT(dsl_pool_sync_context(spa_get_dsl(spa)));
3538
3539         drica.drica_os = dn->dn_objset;
3540         drica.drica_blk_birth = bp->blk_birth;
3541         drica.drica_tx = tx;
3542         if (spa_remap_blkptr(spa, &bp_copy, dbuf_remap_impl_callback,
3543             &drica)) {
3544                 /*
3545                  * The struct_rwlock prevents dbuf_read_impl() from
3546                  * dereferencing the BP while we are changing it.  To
3547                  * avoid lock contention, only grab it when we are actually
3548                  * changing the BP.
3549                  */
3550                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3551                 *bp = bp_copy;
3552                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3553         }
3554 }
3555
3556 /*
3557  * Returns true if a dbuf_remap would modify the dbuf. We do this by attempting
3558  * to remap a copy of every bp in the dbuf.
3559  */
3560 boolean_t
3561 dbuf_can_remap(const dmu_buf_impl_t *db)
3562 {
3563         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
3564         blkptr_t *bp = db->db.db_data;
3565         boolean_t ret = B_FALSE;
3566
3567         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
3568         ASSERT3S(db->db_state, ==, DB_CACHED);
3569
3570         ASSERT(spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL));
3571
3572         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3573         for (int i = 0; i < db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i++) {
3574                 blkptr_t bp_copy = bp[i];
3575                 if (spa_remap_blkptr(spa, &bp_copy, NULL, NULL)) {
3576                         ret = B_TRUE;
3577                         break;
3578                 }
3579         }
3580         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3581
3582         return (ret);
3583 }
3584
3585 boolean_t
3586 dnode_needs_remap(const dnode_t *dn)
3587 {
3588         spa_t *spa = dmu_objset_spa(dn->dn_objset);
3589         boolean_t ret = B_FALSE;
3590
3591         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
3592                 return (B_FALSE);
3593         }
3594
3595         ASSERT(spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL));
3596
3597         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
3598         for (int j = 0; j < dn->dn_phys->dn_nblkptr; j++) {
3599                 blkptr_t bp_copy = dn->dn_phys->dn_blkptr[j];
3600                 if (spa_remap_blkptr(spa, &bp_copy, NULL, NULL)) {
3601                         ret = B_TRUE;
3602                         break;
3603                 }
3604         }
3605         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
3606
3607         return (ret);
3608 }
3609
3610 /*
3611  * Remap any existing BP's to concrete vdevs, if possible.
3612  */
3613 static void
3614 dbuf_remap(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
3615 {
3616         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
3617         ASSERT(dsl_pool_sync_context(spa_get_dsl(spa)));
3618
3619         if (!spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL))
3620                 return;
3621
3622         if (db->db_level > 0) {
3623                 blkptr_t *bp = db->db.db_data;
3624                 for (int i = 0; i < db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i++) {
3625                         dbuf_remap_impl(dn, &bp[i], tx);
3626                 }
3627         } else if (db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3628                 dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
3629                 ASSERT3U(db->db_dnode_handle->dnh_dnode->dn_type, ==,
3630                     DMU_OT_DNODE);
3631                 for (int i = 0; i < db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i++) {
3632                         for (int j = 0; j < dnp[i].dn_nblkptr; j++) {
3633                                 dbuf_remap_impl(dn, &dnp[i].dn_blkptr[j], tx);
3634                         }
3635                 }
3636         }
3637 }
3638
3639
3640 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3641 static void
3642 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3643 {
3644         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3645         dnode_t *dn;
3646         objset_t *os;
3647         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3648         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3649         zbookmark_phys_t zb;
3650         zio_prop_t zp;
3651         zio_t *zio;
3652         int wp_flag = 0;
3653
3654         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3655
3656         DB_DNODE_ENTER(db);
3657         dn = DB_DNODE(db);
3658         os = dn->dn_objset;
3659
3660         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3661                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3662                         /*
3663                          * Private object buffers are released here rather
3664                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3665                          * in the syncing context and we don't want the
3666                          * overhead of making multiple copies of the data.
3667                          */
3668                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3669                                 arc_buf_thaw(data);
3670                         } else {
3671                                 dbuf_release_bp(db);
3672                         }
3673                         dbuf_remap(dn, db, tx);
3674                 }
3675         }
3676
3677         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3678                 /* Our parent is an indirect block. */
3679                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3680                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3681                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3682                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3683                 /*
3684                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3685                  * our block pointer, so the parent must be released.
3686                  */
3687                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3688                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3689         } else {
3690                 /* Our parent is the dnode itself. */
3691                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3692                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3693                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3694                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3695                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3696                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3697                 zio = dn->dn_zio;
3698         }
3699
3700         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3701         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3702         ASSERT(zio);
3703
3704         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3705             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3706             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3707
3708         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3709                 wp_flag = WP_SPILL;
3710         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3711
3712         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3713         DB_DNODE_EXIT(db);
3714
3715         /*
3716          * We copy the blkptr now (rather than when we instantiate the dirty
3717          * record), because its value can change between open context and
3718          * syncing context. We do not need to hold dn_struct_rwlock to read
3719          * db_blkptr because we are in syncing context.
3720          */
3721         dr->dr_bp_copy = *db->db_blkptr;
3722
3723         if (db->db_level == 0 &&
3724             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3725                 /*
3726                  * The BP for this block has been provided by open context
3727                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3728                  */
3729                 abd_t *contents = (data != NULL) ?
3730                     abd_get_from_buf(data->b_data, arc_buf_size(data)) : NULL;
3731
3732                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg, &dr->dr_bp_copy,
3733                     contents, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
3734                     dbuf_write_override_ready, NULL, NULL,
3735                     dbuf_write_override_done,
3736                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3737                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3738                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3739                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3740                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3741                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3742         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3743                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3744                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3745                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3746                     &dr->dr_bp_copy, NULL, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
3747                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, NULL,
3748                     dbuf_write_nofill_done, db,
3749                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3750                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3751         } else {
3752                 ASSERT(arc_released(data));
3753
3754                 /*
3755                  * For indirect blocks, we want to setup the children
3756                  * ready callback so that we can properly handle an indirect
3757                  * block that only contains holes.
3758                  */
3759                 arc_write_done_func_t *children_ready_cb = NULL;
3760                 if (db->db_level != 0)
3761                         children_ready_cb = dbuf_write_children_ready;
3762
3763                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3764                     &dr->dr_bp_copy, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3765                     &zp, dbuf_write_ready, children_ready_cb,
3766                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3767                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3768         }
3769 }