]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFV r313781:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / dbuf.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2012, 2016 by Delphix. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. All rights reserved.
27  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
28  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
29  */
30
31 #include <sys/zfs_context.h>
32 #include <sys/dmu.h>
33 #include <sys/dmu_send.h>
34 #include <sys/dmu_impl.h>
35 #include <sys/dbuf.h>
36 #include <sys/dmu_objset.h>
37 #include <sys/dsl_dataset.h>
38 #include <sys/dsl_dir.h>
39 #include <sys/dmu_tx.h>
40 #include <sys/spa.h>
41 #include <sys/zio.h>
42 #include <sys/dmu_zfetch.h>
43 #include <sys/sa.h>
44 #include <sys/sa_impl.h>
45 #include <sys/zfeature.h>
46 #include <sys/blkptr.h>
47 #include <sys/range_tree.h>
48 #include <sys/callb.h>
49
50 uint_t zfs_dbuf_evict_key;
51
52 /*
53  * Number of times that zfs_free_range() took the slow path while doing
54  * a zfs receive.  A nonzero value indicates a potential performance problem.
55  */
56 uint64_t zfs_free_range_recv_miss;
57
58 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
59 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
60
61 #ifndef __lint
62 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
63     dmu_buf_evict_func_t *evict_func, dmu_buf_t **clear_on_evict_dbufp);
64 #endif /* ! __lint */
65
66 /*
67  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
68  */
69 static kmem_cache_t *dbuf_kmem_cache;
70 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
71
72 static kthread_t *dbuf_cache_evict_thread;
73 static kmutex_t dbuf_evict_lock;
74 static kcondvar_t dbuf_evict_cv;
75 static boolean_t dbuf_evict_thread_exit;
76
77 /*
78  * LRU cache of dbufs. The dbuf cache maintains a list of dbufs that
79  * are not currently held but have been recently released. These dbufs
80  * are not eligible for arc eviction until they are aged out of the cache.
81  * Dbufs are added to the dbuf cache once the last hold is released. If a
82  * dbuf is later accessed and still exists in the dbuf cache, then it will
83  * be removed from the cache and later re-added to the head of the cache.
84  * Dbufs that are aged out of the cache will be immediately destroyed and
85  * become eligible for arc eviction.
86  */
87 static multilist_t dbuf_cache;
88 static refcount_t dbuf_cache_size;
89 uint64_t dbuf_cache_max_bytes = 100 * 1024 * 1024;
90
91 /* Cap the size of the dbuf cache to log2 fraction of arc size. */
92 int dbuf_cache_max_shift = 5;
93
94 /*
95  * The dbuf cache uses a three-stage eviction policy:
96  *      - A low water marker designates when the dbuf eviction thread
97  *      should stop evicting from the dbuf cache.
98  *      - When we reach the maximum size (aka mid water mark), we
99  *      signal the eviction thread to run.
100  *      - The high water mark indicates when the eviction thread
101  *      is unable to keep up with the incoming load and eviction must
102  *      happen in the context of the calling thread.
103  *
104  * The dbuf cache:
105  *                                                 (max size)
106  *                                      low water   mid water   hi water
107  * +----------------------------------------+----------+----------+
108  * |                                        |          |          |
109  * |                                        |          |          |
110  * |                                        |          |          |
111  * |                                        |          |          |
112  * +----------------------------------------+----------+----------+
113  *                                        stop        signal     evict
114  *                                      evicting     eviction   directly
115  *                                                    thread
116  *
117  * The high and low water marks indicate the operating range for the eviction
118  * thread. The low water mark is, by default, 90% of the total size of the
119  * cache and the high water mark is at 110% (both of these percentages can be
120  * changed by setting dbuf_cache_lowater_pct and dbuf_cache_hiwater_pct,
121  * respectively). The eviction thread will try to ensure that the cache remains
122  * within this range by waking up every second and checking if the cache is
123  * above the low water mark. The thread can also be woken up by callers adding
124  * elements into the cache if the cache is larger than the mid water (i.e max
125  * cache size). Once the eviction thread is woken up and eviction is required,
126  * it will continue evicting buffers until it's able to reduce the cache size
127  * to the low water mark. If the cache size continues to grow and hits the high
128  * water mark, then callers adding elments to the cache will begin to evict
129  * directly from the cache until the cache is no longer above the high water
130  * mark.
131  */
132
133 /*
134  * The percentage above and below the maximum cache size.
135  */
136 uint_t dbuf_cache_hiwater_pct = 10;
137 uint_t dbuf_cache_lowater_pct = 10;
138
139 /* ARGSUSED */
140 static int
141 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
142 {
143         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
144         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
145
146         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
147         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
148         multilist_link_init(&db->db_cache_link);
149         refcount_create(&db->db_holds);
150
151         return (0);
152 }
153
154 /* ARGSUSED */
155 static void
156 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
157 {
158         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
159         mutex_destroy(&db->db_mtx);
160         cv_destroy(&db->db_changed);
161         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
162         refcount_destroy(&db->db_holds);
163 }
164
165 /*
166  * dbuf hash table routines
167  */
168 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
169
170 static uint64_t dbuf_hash_count;
171
172 static uint64_t
173 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
174 {
175         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
176         uint64_t crc = -1ULL;
177
178         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
179         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
180         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
181         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
182         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
183         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
184         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
185
186         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
187
188         return (crc);
189 }
190
191 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
192         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
193         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
194         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
195         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
196
197 dmu_buf_impl_t *
198 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
199 {
200         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
201         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
202         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
203         dmu_buf_impl_t *db;
204
205         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
206         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
207                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
208                         mutex_enter(&db->db_mtx);
209                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
210                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
211                                 return (db);
212                         }
213                         mutex_exit(&db->db_mtx);
214                 }
215         }
216         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
217         return (NULL);
218 }
219
220 static dmu_buf_impl_t *
221 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
222 {
223         dnode_t *dn;
224         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
225
226         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
227                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
228                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
229                         db = dn->dn_bonus;
230                         mutex_enter(&db->db_mtx);
231                 }
232                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
233                 dnode_rele(dn, FTAG);
234         }
235         return (db);
236 }
237
238 /*
239  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
240  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
241  * will be returned and the new element will not be inserted.
242  * Otherwise returns NULL.
243  */
244 static dmu_buf_impl_t *
245 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
246 {
247         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
248         objset_t *os = db->db_objset;
249         uint64_t obj = db->db.db_object;
250         int level = db->db_level;
251         uint64_t blkid = db->db_blkid;
252         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
253         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
254         dmu_buf_impl_t *dbf;
255
256         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
257         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
258                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
259                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
260                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
261                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
262                                 return (dbf);
263                         }
264                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
265                 }
266         }
267
268         mutex_enter(&db->db_mtx);
269         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
270         h->hash_table[idx] = db;
271         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
272         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
273
274         return (NULL);
275 }
276
277 /*
278  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
279  */
280 static void
281 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
282 {
283         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
284         uint64_t hv = dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
285             db->db_level, db->db_blkid);
286         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
287         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
288
289         /*
290          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
291          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
292          */
293         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
294         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
295         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
296
297         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
298         dbp = &h->hash_table[idx];
299         while ((dbf = *dbp) != db) {
300                 dbp = &dbf->db_hash_next;
301                 ASSERT(dbf != NULL);
302         }
303         *dbp = db->db_hash_next;
304         db->db_hash_next = NULL;
305         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
306         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
307 }
308
309 typedef enum {
310         DBVU_EVICTING,
311         DBVU_NOT_EVICTING
312 } dbvu_verify_type_t;
313
314 static void
315 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
316 {
317 #ifdef ZFS_DEBUG
318         int64_t holds;
319
320         if (db->db_user == NULL)
321                 return;
322
323         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
324         ASSERT(db->db_level == 0);
325
326         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
327         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
328         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
329
330         holds = refcount_count(&db->db_holds);
331         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
332                 /*
333                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
334                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
335                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
336                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
337                  * during eviction even though db_mtx is held (see
338                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
339                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
340                  */
341                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
342         } else {
343                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
344                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
345                 else
346                         ASSERT3U(holds, >, 0);
347         }
348 #endif
349 }
350
351 static void
352 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
353 {
354         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
355
356         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
357
358         if (dbu == NULL)
359                 return;
360
361         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
362         db->db_user = NULL;
363
364 #ifdef ZFS_DEBUG
365         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
366                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
367 #endif
368
369         /*
370          * Invoke the callback from a taskq to avoid lock order reversals
371          * and limit stack depth.
372          */
373         taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func, dbu, 0,
374             &dbu->dbu_tqent);
375 }
376
377 boolean_t
378 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
379 {
380         if (db->db_level > 0) {
381                 return (B_TRUE);
382         } else {
383                 boolean_t is_metadata;
384
385                 DB_DNODE_ENTER(db);
386                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
387                 DB_DNODE_EXIT(db);
388
389                 return (is_metadata);
390         }
391 }
392
393 /*
394  * This function *must* return indices evenly distributed between all
395  * sublists of the multilist. This is needed due to how the dbuf eviction
396  * code is laid out; dbuf_evict_thread() assumes dbufs are evenly
397  * distributed between all sublists and uses this assumption when
398  * deciding which sublist to evict from and how much to evict from it.
399  */
400 unsigned int
401 dbuf_cache_multilist_index_func(multilist_t *ml, void *obj)
402 {
403         dmu_buf_impl_t *db = obj;
404
405         /*
406          * The assumption here, is the hash value for a given
407          * dmu_buf_impl_t will remain constant throughout it's lifetime
408          * (i.e. it's objset, object, level and blkid fields don't change).
409          * Thus, we don't need to store the dbuf's sublist index
410          * on insertion, as this index can be recalculated on removal.
411          *
412          * Also, the low order bits of the hash value are thought to be
413          * distributed evenly. Otherwise, in the case that the multilist
414          * has a power of two number of sublists, each sublists' usage
415          * would not be evenly distributed.
416          */
417         return (dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
418             db->db_level, db->db_blkid) %
419             multilist_get_num_sublists(ml));
420 }
421
422 static inline boolean_t
423 dbuf_cache_above_hiwater(void)
424 {
425         uint64_t dbuf_cache_hiwater_bytes =
426             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_hiwater_pct) / 100;
427
428         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
429             dbuf_cache_max_bytes + dbuf_cache_hiwater_bytes);
430 }
431
432 static inline boolean_t
433 dbuf_cache_above_lowater(void)
434 {
435         uint64_t dbuf_cache_lowater_bytes =
436             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_lowater_pct) / 100;
437
438         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
439             dbuf_cache_max_bytes - dbuf_cache_lowater_bytes);
440 }
441
442 /*
443  * Evict the oldest eligible dbuf from the dbuf cache.
444  */
445 static void
446 dbuf_evict_one(void)
447 {
448         int idx = multilist_get_random_index(&dbuf_cache);
449         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock(&dbuf_cache, idx);
450
451         ASSERT(!MUTEX_HELD(&dbuf_evict_lock));
452
453         /*
454          * Set the thread's tsd to indicate that it's processing evictions.
455          * Once a thread stops evicting from the dbuf cache it will
456          * reset its tsd to NULL.
457          */
458         ASSERT3P(tsd_get(zfs_dbuf_evict_key), ==, NULL);
459         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, (void *)B_TRUE);
460
461         dmu_buf_impl_t *db = multilist_sublist_tail(mls);
462         while (db != NULL && mutex_tryenter(&db->db_mtx) == 0) {
463                 db = multilist_sublist_prev(mls, db);
464         }
465
466         DTRACE_PROBE2(dbuf__evict__one, dmu_buf_impl_t *, db,
467             multilist_sublist_t *, mls);
468
469         if (db != NULL) {
470                 multilist_sublist_remove(mls, db);
471                 multilist_sublist_unlock(mls);
472                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
473                     db->db.db_size, db);
474                 dbuf_destroy(db);
475         } else {
476                 multilist_sublist_unlock(mls);
477         }
478         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, NULL);
479 }
480
481 /*
482  * The dbuf evict thread is responsible for aging out dbufs from the
483  * cache. Once the cache has reached it's maximum size, dbufs are removed
484  * and destroyed. The eviction thread will continue running until the size
485  * of the dbuf cache is at or below the maximum size. Once the dbuf is aged
486  * out of the cache it is destroyed and becomes eligible for arc eviction.
487  */
488 static void
489 dbuf_evict_thread(void *dummy __unused)
490 {
491         callb_cpr_t cpr;
492
493         CALLB_CPR_INIT(&cpr, &dbuf_evict_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
494
495         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
496         while (!dbuf_evict_thread_exit) {
497                 while (!dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
498                         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
499                         (void) cv_timedwait_hires(&dbuf_evict_cv,
500                             &dbuf_evict_lock, SEC2NSEC(1), MSEC2NSEC(1), 0);
501                         CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &dbuf_evict_lock);
502                 }
503                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
504
505                 /*
506                  * Keep evicting as long as we're above the low water mark
507                  * for the cache. We do this without holding the locks to
508                  * minimize lock contention.
509                  */
510                 while (dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
511                         dbuf_evict_one();
512                 }
513
514                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
515         }
516
517         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
518         cv_broadcast(&dbuf_evict_cv);
519         CALLB_CPR_EXIT(&cpr);   /* drops dbuf_evict_lock */
520         thread_exit();
521 }
522
523 /*
524  * Wake up the dbuf eviction thread if the dbuf cache is at its max size.
525  * If the dbuf cache is at its high water mark, then evict a dbuf from the
526  * dbuf cache using the callers context.
527  */
528 static void
529 dbuf_evict_notify(void)
530 {
531
532         /*
533          * We use thread specific data to track when a thread has
534          * started processing evictions. This allows us to avoid deeply
535          * nested stacks that would have a call flow similar to this:
536          *
537          * dbuf_rele()-->dbuf_rele_and_unlock()-->dbuf_evict_notify()
538          *      ^                                               |
539          *      |                                               |
540          *      +-----dbuf_destroy()<--dbuf_evict_one()<--------+
541          *
542          * The dbuf_eviction_thread will always have its tsd set until
543          * that thread exits. All other threads will only set their tsd
544          * if they are participating in the eviction process. This only
545          * happens if the eviction thread is unable to process evictions
546          * fast enough. To keep the dbuf cache size in check, other threads
547          * can evict from the dbuf cache directly. Those threads will set
548          * their tsd values so that we ensure that they only evict one dbuf
549          * from the dbuf cache.
550          */
551         if (tsd_get(zfs_dbuf_evict_key) != NULL)
552                 return;
553
554         if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
555                 boolean_t evict_now = B_FALSE;
556
557                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
558                 if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
559                         evict_now = dbuf_cache_above_hiwater();
560                         cv_signal(&dbuf_evict_cv);
561                 }
562                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
563
564                 if (evict_now) {
565                         dbuf_evict_one();
566                 }
567         }
568 }
569
570 void
571 dbuf_init(void)
572 {
573         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
574         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
575         int i;
576
577         /*
578          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
579          * with an average 4K block size.  The table will take up
580          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
581          */
582         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
583                 hsize <<= 1;
584
585 retry:
586         h->hash_table_mask = hsize - 1;
587         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
588         if (h->hash_table == NULL) {
589                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
590                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
591                 hsize >>= 1;
592                 goto retry;
593         }
594
595         dbuf_kmem_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
596             sizeof (dmu_buf_impl_t),
597             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
598
599         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
600                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
601
602         /*
603          * Setup the parameters for the dbuf cache. We cap the size of the
604          * dbuf cache to 1/32nd (default) of the size of the ARC.
605          */
606         dbuf_cache_max_bytes = MIN(dbuf_cache_max_bytes,
607             arc_max_bytes() >> dbuf_cache_max_shift);
608
609         /*
610          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
611          * configuration is not required.
612          */
613         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
614
615         multilist_create(&dbuf_cache, sizeof (dmu_buf_impl_t),
616             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_cache_link),
617             zfs_arc_num_sublists_per_state,
618             dbuf_cache_multilist_index_func);
619         refcount_create(&dbuf_cache_size);
620
621         tsd_create(&zfs_dbuf_evict_key, NULL);
622         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
623         mutex_init(&dbuf_evict_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
624         cv_init(&dbuf_evict_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
625         dbuf_cache_evict_thread = thread_create(NULL, 0, dbuf_evict_thread,
626             NULL, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
627 }
628
629 void
630 dbuf_fini(void)
631 {
632         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
633         int i;
634
635         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
636                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
637         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
638         kmem_cache_destroy(dbuf_kmem_cache);
639         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
640
641         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
642         dbuf_evict_thread_exit = B_TRUE;
643         while (dbuf_evict_thread_exit) {
644                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
645                 cv_wait(&dbuf_evict_cv, &dbuf_evict_lock);
646         }
647         mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
648         tsd_destroy(&zfs_dbuf_evict_key);
649
650         mutex_destroy(&dbuf_evict_lock);
651         cv_destroy(&dbuf_evict_cv);
652
653         refcount_destroy(&dbuf_cache_size);
654         multilist_destroy(&dbuf_cache);
655 }
656
657 /*
658  * Other stuff.
659  */
660
661 #ifdef ZFS_DEBUG
662 static void
663 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
664 {
665         dnode_t *dn;
666         dbuf_dirty_record_t *dr;
667
668         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
669
670         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
671                 return;
672
673         ASSERT(db->db_objset != NULL);
674         DB_DNODE_ENTER(db);
675         dn = DB_DNODE(db);
676         if (dn == NULL) {
677                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
678                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
679         } else {
680                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
681                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
682                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
683                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
684                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
685                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
686         }
687         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
688                 ASSERT(dn != NULL);
689                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
690                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
691         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
692                 ASSERT(dn != NULL);
693                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
694                 ASSERT0(db->db.db_offset);
695         } else {
696                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
697         }
698
699         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
700                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
701
702         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
703                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
704
705         /*
706          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
707          * can be momentarily different when another thread is doing
708          * dnode_set_blksz().
709          */
710         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
711                 dr = db->db_data_pending;
712                 /*
713                  * It should only be modified in syncing context, so
714                  * make sure we only have one copy of the data.
715                  */
716                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
717         }
718
719         /* verify db->db_blkptr */
720         if (db->db_blkptr) {
721                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
722                         /* db is pointed to by the dnode */
723                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
724                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
725                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
726                         else
727                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
728                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
729                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
730                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
731                 } else {
732                         /* db is pointed to by an indirect block */
733                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
734                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
735                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
736                             db->db.db_object);
737                         /*
738                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
739                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
740                          * grows.  safe to do this now?
741                          */
742                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
743                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
744                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
745                                     db->db_blkid % epb));
746                         }
747                 }
748         }
749         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
750             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
751             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
752             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
753                 /*
754                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
755                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
756                  * data when we evict this buffer.
757                  *
758                  * There is an exception to this rule for indirect blocks; in
759                  * this case, if the indirect block is a hole, we fill in a few
760                  * fields on each of the child blocks (importantly, birth time)
761                  * to prevent hole birth times from being lost when you
762                  * partially fill in a hole.
763                  */
764                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
765                         if (db->db_level == 0) {
766                                 uint64_t *buf = db->db.db_data;
767                                 int i;
768
769                                 for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
770                                         ASSERT(buf[i] == 0);
771                                 }
772                         } else {
773                                 blkptr_t *bps = db->db.db_data;
774                                 ASSERT3U(1 << DB_DNODE(db)->dn_indblkshift, ==,
775                                     db->db.db_size);
776                                 /*
777                                  * We want to verify that all the blkptrs in the
778                                  * indirect block are holes, but we may have
779                                  * automatically set up a few fields for them.
780                                  * We iterate through each blkptr and verify
781                                  * they only have those fields set.
782                                  */
783                                 for (int i = 0;
784                                     i < db->db.db_size / sizeof (blkptr_t);
785                                     i++) {
786                                         blkptr_t *bp = &bps[i];
787                                         ASSERT(ZIO_CHECKSUM_IS_ZERO(
788                                             &bp->blk_cksum));
789                                         ASSERT(
790                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[0]) &&
791                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[1]) &&
792                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[2]));
793                                         ASSERT0(bp->blk_fill);
794                                         ASSERT0(bp->blk_pad[0]);
795                                         ASSERT0(bp->blk_pad[1]);
796                                         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
797                                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
798                                         ASSERT0(bp->blk_phys_birth);
799                                 }
800                         }
801                 }
802         }
803         DB_DNODE_EXIT(db);
804 }
805 #endif
806
807 static void
808 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
809 {
810         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
811         dbuf_evict_user(db);
812         ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
813         db->db.db_data = NULL;
814         if (db->db_state != DB_NOFILL)
815                 db->db_state = DB_UNCACHED;
816 }
817
818 static void
819 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
820 {
821         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
822         ASSERT(buf != NULL);
823
824         db->db_buf = buf;
825         ASSERT(buf->b_data != NULL);
826         db->db.db_data = buf->b_data;
827 }
828
829 /*
830  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
831  */
832 arc_buf_t *
833 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
834 {
835         arc_buf_t *abuf;
836
837         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
838         mutex_enter(&db->db_mtx);
839         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
840                 int blksz = db->db.db_size;
841                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
842
843                 mutex_exit(&db->db_mtx);
844                 abuf = arc_loan_buf(spa, blksz);
845                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
846         } else {
847                 abuf = db->db_buf;
848                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
849                 db->db_buf = NULL;
850                 dbuf_clear_data(db);
851                 mutex_exit(&db->db_mtx);
852         }
853         return (abuf);
854 }
855
856 /*
857  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
858  * provided.
859  */
860 uint64_t
861 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
862 {
863         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
864                 /*
865                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
866                  * the number of level 0s in a level n block.
867                  *
868                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
869                  * offset / 2^datablkshift.
870                  *
871                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
872                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
873                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
874                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
875                  *
876                  * Thus, the level n blkid is: offset /
877                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
878                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
879                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
880                  * = offset >> (datablkshift + level *
881                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
882                  */
883                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
884                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
885         } else {
886                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
887                 return (0);
888         }
889 }
890
891 static void
892 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
893 {
894         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
895
896         mutex_enter(&db->db_mtx);
897         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
898         /*
899          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
900          */
901         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
902         ASSERT(db->db_buf == NULL);
903         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
904         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
905                 /* we were freed in flight; disregard any error */
906                 arc_release(buf, db);
907                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
908                 arc_buf_freeze(buf);
909                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
910                 dbuf_set_data(db, buf);
911                 db->db_state = DB_CACHED;
912         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
913                 dbuf_set_data(db, buf);
914                 db->db_state = DB_CACHED;
915         } else {
916                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
917                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
918                 arc_buf_destroy(buf, db);
919                 db->db_state = DB_UNCACHED;
920         }
921         cv_broadcast(&db->db_changed);
922         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
923 }
924
925 static void
926 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
927 {
928         dnode_t *dn;
929         zbookmark_phys_t zb;
930         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
931
932         DB_DNODE_ENTER(db);
933         dn = DB_DNODE(db);
934         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
935         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
936         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
937         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
938         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
939         ASSERT(db->db_buf == NULL);
940
941         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
942                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
943
944                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
945                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
946                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
947                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
948                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
949                 if (bonuslen)
950                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
951                 DB_DNODE_EXIT(db);
952                 db->db_state = DB_CACHED;
953                 mutex_exit(&db->db_mtx);
954                 return;
955         }
956
957         /*
958          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
959          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
960          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
961          */
962         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
963             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
964             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
965                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
966
967                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(db->db_objset->os_spa,
968                     db->db.db_size, db, type));
969                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
970
971                 if (db->db_blkptr != NULL && db->db_level > 0 &&
972                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
973                     db->db_blkptr->blk_birth != 0) {
974                         blkptr_t *bps = db->db.db_data;
975                         for (int i = 0; i < ((1 <<
976                             DB_DNODE(db)->dn_indblkshift) / sizeof (blkptr_t));
977                             i++) {
978                                 blkptr_t *bp = &bps[i];
979                                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
980                                     1 << dn->dn_indblkshift);
981                                 BP_SET_LSIZE(bp,
982                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) == 1 ?
983                                     dn->dn_datablksz :
984                                     BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr));
985                                 BP_SET_TYPE(bp, BP_GET_TYPE(db->db_blkptr));
986                                 BP_SET_LEVEL(bp,
987                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) - 1);
988                                 BP_SET_BIRTH(bp, db->db_blkptr->blk_birth, 0);
989                         }
990                 }
991                 DB_DNODE_EXIT(db);
992                 db->db_state = DB_CACHED;
993                 mutex_exit(&db->db_mtx);
994                 return;
995         }
996
997         DB_DNODE_EXIT(db);
998
999         db->db_state = DB_READ;
1000         mutex_exit(&db->db_mtx);
1001
1002         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
1003                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
1004
1005         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
1006             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1007             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1008
1009         dbuf_add_ref(db, NULL);
1010
1011         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
1012             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
1013             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
1014             &aflags, &zb);
1015 }
1016
1017 int
1018 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
1019 {
1020         int err = 0;
1021         boolean_t havepzio = (zio != NULL);
1022         boolean_t prefetch;
1023         dnode_t *dn;
1024
1025         /*
1026          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
1027          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
1028          */
1029         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1030
1031         if (db->db_state == DB_NOFILL)
1032                 return (SET_ERROR(EIO));
1033
1034         DB_DNODE_ENTER(db);
1035         dn = DB_DNODE(db);
1036         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1037                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1038
1039         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1040             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
1041             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
1042
1043         mutex_enter(&db->db_mtx);
1044         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1045                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1046                 if (prefetch)
1047                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1048                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1049                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1050                 DB_DNODE_EXIT(db);
1051         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1052                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1053
1054                 if (zio == NULL)
1055                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
1056                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
1057
1058                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
1059
1060                 if (prefetch)
1061                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1062
1063                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1064                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1065                 DB_DNODE_EXIT(db);
1066
1067                 if (!havepzio)
1068                         err = zio_wait(zio);
1069         } else {
1070                 /*
1071                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
1072                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
1073                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
1074                  * first reader's request will reach the read_done callback
1075                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
1076                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
1077                  */
1078                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1079                 if (prefetch)
1080                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1081                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1082                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1083                 DB_DNODE_EXIT(db);
1084
1085                 /* Skip the wait per the caller's request. */
1086                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1087                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
1088                         while (db->db_state == DB_READ ||
1089                             db->db_state == DB_FILL) {
1090                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
1091                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
1092                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
1093                                     db, zio_t *, zio);
1094                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1095                         }
1096                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
1097                                 err = SET_ERROR(EIO);
1098                 }
1099                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1100         }
1101
1102         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
1103         return (err);
1104 }
1105
1106 static void
1107 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
1108 {
1109         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1110         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1111         mutex_enter(&db->db_mtx);
1112         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1113                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1114         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1115                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1116                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1117
1118                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
1119                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1120                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(spa, db->db.db_size, db, type));
1121                 db->db_state = DB_FILL;
1122         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
1123                 dbuf_clear_data(db);
1124         } else {
1125                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1126         }
1127         mutex_exit(&db->db_mtx);
1128 }
1129
1130 /*
1131  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of
1132  * buffers, that have been modified in a previous transaction
1133  * group, before we modify them in the current active group.
1134  *
1135  * This function is used in two places: when we are dirtying a
1136  * buffer for the first time in a txg, and when we are freeing
1137  * a range in a dnode that includes this buffer.
1138  *
1139  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do
1140  * not put a hold on the buffer, we just traverse the active
1141  * dbuf list for the dnode.
1142  */
1143 static void
1144 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
1145 {
1146         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1147
1148         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1149         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1150         ASSERT(db->db_level == 0);
1151         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1152
1153         if (dr == NULL ||
1154             (dr->dt.dl.dr_data !=
1155             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
1156                 return;
1157
1158         /*
1159          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
1160          * and its referencing the dbuf data, either:
1161          *      reset the reference to point to a new copy,
1162          * or (if there a no active holders)
1163          *      just null out the current db_data pointer.
1164          */
1165         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
1166         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1167                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
1168                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
1169                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1170                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1171         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1172                 int size = db->db.db_size;
1173                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1174                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1175
1176                 dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_buf(spa, size, db, type);
1177                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
1178         } else {
1179                 db->db_buf = NULL;
1180                 dbuf_clear_data(db);
1181         }
1182 }
1183
1184 void
1185 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
1186 {
1187         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1188         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1189         uint64_t txg = dr->dr_txg;
1190
1191         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1192         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
1193         ASSERT(db->db_level == 0);
1194
1195         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1196             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
1197                 return;
1198
1199         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
1200
1201         /* free this block */
1202         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
1203                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
1204
1205         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1206         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
1207
1208         /*
1209          * Release the already-written buffer, so we leave it in
1210          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
1211          * modifying the buffer, so they will immediately do
1212          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
1213          * the buf thawed to save the effort of freezing &
1214          * immediately re-thawing it.
1215          */
1216         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
1221  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
1222  * empty blocks.
1223  *
1224  * This is a no-op if the dataset is in the middle of an incremental
1225  * receive; see comment below for details.
1226  */
1227 void
1228 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1229     dmu_tx_t *tx)
1230 {
1231         dmu_buf_impl_t db_search;
1232         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1233         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1234         avl_index_t where;
1235         boolean_t freespill =
1236             (start_blkid == DMU_SPILL_BLKID || end_blkid == DMU_SPILL_BLKID);
1237
1238         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid && !freespill)
1239                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
1240         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
1241
1242         db_search.db_level = 0;
1243         db_search.db_blkid = start_blkid;
1244         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1245
1246         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1247         if (start_blkid >= dn->dn_unlisted_l0_blkid && !freespill) {
1248                 /* There can't be any dbufs in this range; no need to search. */
1249 #ifdef DEBUG
1250                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1251                 ASSERT3P(db, ==, NULL);
1252                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1253                 ASSERT(db == NULL || db->db_level > 0);
1254 #endif
1255                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1256                 return;
1257         } else if (dmu_objset_is_receiving(dn->dn_objset)) {
1258                 /*
1259                  * If we are receiving, we expect there to be no dbufs in
1260                  * the range to be freed, because receive modifies each
1261                  * block at most once, and in offset order.  If this is
1262                  * not the case, it can lead to performance problems,
1263                  * so note that we unexpectedly took the slow path.
1264                  */
1265                 atomic_inc_64(&zfs_free_range_recv_miss);
1266         }
1267
1268         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1269         ASSERT3P(db, ==, NULL);
1270         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1271
1272         for (; db != NULL; db = db_next) {
1273                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
1274                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1275
1276                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
1277                         break;
1278                 }
1279                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1280
1281                 /* found a level 0 buffer in the range */
1282                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1283                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
1284                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
1285                         continue;
1286                 }
1287
1288                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
1289                     db->db_state == DB_NOFILL ||
1290                     db->db_state == DB_EVICTING) {
1291                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1292                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1293                         continue;
1294                 }
1295                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
1296                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
1297                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
1298                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1299                         continue;
1300                 }
1301                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
1302                         ASSERT(db->db_buf);
1303                         dbuf_destroy(db);
1304                         continue;
1305                 }
1306                 /* The dbuf is referenced */
1307
1308                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
1309                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1310
1311                         if (dr->dr_txg == txg) {
1312                                 /*
1313                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
1314                                  * size to reflect that this buffer may
1315                                  * contain new data when we sync.
1316                                  */
1317                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
1318                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
1319                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
1320                                 dbuf_unoverride(dr);
1321                         } else {
1322                                 /*
1323                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1324                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1325                                  * the open context) or reset its contents to
1326                                  * empty.
1327                                  */
1328                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1329                         }
1330                 }
1331                 /* clear the contents if its cached */
1332                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1333                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1334                         arc_release(db->db_buf, db);
1335                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1336                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1337                 }
1338
1339                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1340         }
1341         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1342 }
1343
1344 static int
1345 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
1346 {
1347         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
1348         uint64_t birth_txg = 0;
1349
1350         /*
1351          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
1352          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
1353          * so we'll ignore db_blkptr.
1354          *
1355          * This logic ensures that only block births for
1356          * filled blocks are considered.
1357          */
1358         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1359         if (db->db_last_dirty && (db->db_blkptr == NULL ||
1360             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1361                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
1362         } else if (db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1363                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
1364         }
1365
1366         /*
1367          * If this block don't exist or is in a snapshot, it can't be freed.
1368          * Don't pass the bp to dsl_dataset_block_freeable() since we
1369          * are holding the db_mtx lock and might deadlock if we are
1370          * prefetching a dedup-ed block.
1371          */
1372         if (birth_txg != 0)
1373                 return (ds == NULL ||
1374                     dsl_dataset_block_freeable(ds, NULL, birth_txg));
1375         else
1376                 return (B_FALSE);
1377 }
1378
1379 void
1380 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1381 {
1382         arc_buf_t *buf, *obuf;
1383         int osize = db->db.db_size;
1384         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1385         dnode_t *dn;
1386
1387         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1388
1389         DB_DNODE_ENTER(db);
1390         dn = DB_DNODE(db);
1391
1392         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1393         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1394
1395         /*
1396          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1397          * is OK, because there can be no other references to the db
1398          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1399          * be happening.
1400          */
1401         /*
1402          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1403          * value and returning that up to our callers
1404          */
1405         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1406
1407         /* create the data buffer for the new block */
1408         buf = arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, size, db, type);
1409
1410         /* copy old block data to the new block */
1411         obuf = db->db_buf;
1412         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1413         /* zero the remainder */
1414         if (size > osize)
1415                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1416
1417         mutex_enter(&db->db_mtx);
1418         dbuf_set_data(db, buf);
1419         arc_buf_destroy(obuf, db);
1420         db->db.db_size = size;
1421
1422         if (db->db_level == 0) {
1423                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1424                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1425         }
1426         mutex_exit(&db->db_mtx);
1427
1428         dnode_willuse_space(dn, size-osize, tx);
1429         DB_DNODE_EXIT(db);
1430 }
1431
1432 void
1433 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1434 {
1435         objset_t *os = db->db_objset;
1436
1437         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1438         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1439             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1440         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1441
1442         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1443 }
1444
1445 /*
1446  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1447  * dirtied again.
1448  */
1449 static void
1450 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1451 {
1452         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1453
1454         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1455
1456         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1457                 /*
1458                  * If this buffer has already been written out,
1459                  * we now need to reset its state.
1460                  */
1461                 dbuf_unoverride(dr);
1462                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1463                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1464                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1465                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1466                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1467                 }
1468         }
1469 }
1470
1471 dbuf_dirty_record_t *
1472 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1473 {
1474         dnode_t *dn;
1475         objset_t *os;
1476         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1477         int drop_struct_lock = FALSE;
1478         boolean_t do_free_accounting = B_FALSE;
1479         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1480
1481         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1482         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1483         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1484
1485         DB_DNODE_ENTER(db);
1486         dn = DB_DNODE(db);
1487         /*
1488          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1489          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1490          * were already pre-dirtied in open context.
1491          */
1492 #ifdef DEBUG
1493         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1494                 rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1495                     RW_READER, FTAG);
1496         }
1497         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1498             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1499             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1500             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1501         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1502                 rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1503 #endif
1504         /*
1505          * We make this assert for private objects as well, but after we
1506          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1507          * in syncing context.
1508          */
1509         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1510             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1511             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1512
1513         mutex_enter(&db->db_mtx);
1514         /*
1515          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1516          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1517          * syncing context don't bother holding ahead.
1518          */
1519         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1520             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1521             db->db_state == DB_NOFILL);
1522
1523         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1524         /*
1525          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1526          * initialize the objset.
1527          */
1528         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
1529                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1530                         rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1531                             RW_READER, FTAG);
1532                 }
1533                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1534                         dn->dn_dirtyctx = (dmu_tx_is_syncing(tx) ?
1535                             DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1536                         ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1537                         dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1538                 }
1539                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1540                         rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1541                             FTAG);
1542                 }
1543         }
1544         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1545
1546         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1547                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1548
1549         /*
1550          * If this buffer is already dirty, we're done.
1551          */
1552         drp = &db->db_last_dirty;
1553         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1554             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1555         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1556                 drp = &dr->dr_next;
1557         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1558                 DB_DNODE_EXIT(db);
1559
1560                 dbuf_redirty(dr);
1561                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1562                 return (dr);
1563         }
1564
1565         /*
1566          * Only valid if not already dirty.
1567          */
1568         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1569             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1570             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1571
1572         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1573         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1574             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1575             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1576             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1577             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1578
1579         /*
1580          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1581          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1582          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1583          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1584          * this assertion only if we're not already dirty.
1585          */
1586         os = dn->dn_objset;
1587 #ifdef DEBUG
1588         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1589                 rrw_enter(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1590         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1591             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1592         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1593                 rrw_exit(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1594 #endif
1595         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1596
1597         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1598
1599         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1600                 /*
1601                  * Update the accounting.
1602                  * Note: we delay "free accounting" until after we drop
1603                  * the db_mtx.  This keeps us from grabbing other locks
1604                  * (and possibly deadlocking) in bp_get_dsize() while
1605                  * also holding the db_mtx.
1606                  */
1607                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
1608                 do_free_accounting = dbuf_block_freeable(db);
1609         }
1610
1611         /*
1612          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1613          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1614          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1615          */
1616         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1617         if (db->db_level == 0) {
1618                 void *data_old = db->db_buf;
1619
1620                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1621                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1622                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1623                                 data_old = db->db.db_data;
1624                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1625                                 /*
1626                                  * Release the data buffer from the cache so
1627                                  * that we can modify it without impacting
1628                                  * possible other users of this cached data
1629                                  * block.  Note that indirect blocks and
1630                                  * private objects are not released until the
1631                                  * syncing state (since they are only modified
1632                                  * then).
1633                                  */
1634                                 arc_release(db->db_buf, db);
1635                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1636                                 data_old = db->db_buf;
1637                         }
1638                         ASSERT(data_old != NULL);
1639                 }
1640                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1641         } else {
1642                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1643                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1644                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1645                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1646         }
1647         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1648                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1649         dr->dr_dbuf = db;
1650         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1651         dr->dr_next = *drp;
1652         *drp = dr;
1653
1654         /*
1655          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1656          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1657          * happened after the free.
1658          */
1659         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1660             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1661                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1662                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1663                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1664                             db->db_blkid, 1);
1665                 }
1666                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1667                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1668         }
1669
1670         /*
1671          * This buffer is now part of this txg
1672          */
1673         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1674         db->db_dirtycnt += 1;
1675         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1676
1677         mutex_exit(&db->db_mtx);
1678
1679         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1680             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1681                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1682                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1683                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1684                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1685                 dnode_setdirty(dn, tx);
1686                 DB_DNODE_EXIT(db);
1687                 return (dr);
1688         }
1689
1690         /*
1691          * The dn_struct_rwlock prevents db_blkptr from changing
1692          * due to a write from syncing context completing
1693          * while we are running, so we want to acquire it before
1694          * looking at db_blkptr.
1695          */
1696         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1697                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1698                 drop_struct_lock = TRUE;
1699         }
1700
1701         if (do_free_accounting) {
1702                 blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
1703                 int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
1704                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
1705                 /*
1706                  * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
1707                  * in a previous txg, we don't know how much
1708                  * space it will use on disk yet.  We should
1709                  * really have the struct_rwlock to access
1710                  * db_blkptr, but since this is just a guess,
1711                  * it's OK if we get an odd answer.
1712                  */
1713                 ddt_prefetch(os->os_spa, bp);
1714                 dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
1715         }
1716
1717         if (db->db_level == 0) {
1718                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1719                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1720         }
1721
1722         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1723                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1724                 dbuf_dirty_record_t *di;
1725                 int parent_held = FALSE;
1726
1727                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1728                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1729
1730                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1731                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1732                         ASSERT(parent != NULL);
1733                         parent_held = TRUE;
1734                 }
1735                 if (drop_struct_lock)
1736                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1737                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1738                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1739                 if (parent_held)
1740                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1741
1742                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1743                 /*
1744                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1745                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1746                  */
1747                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1748                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1749                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1750                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1751                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1752                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1753                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1754                         dr->dr_parent = di;
1755                 }
1756                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1757         } else {
1758                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1759                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1760                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1761                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1762                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1763                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1764                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1765                 if (drop_struct_lock)
1766                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1767         }
1768
1769         dnode_setdirty(dn, tx);
1770         DB_DNODE_EXIT(db);
1771         return (dr);
1772 }
1773
1774 /*
1775  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1776  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1777  */
1778 static boolean_t
1779 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1780 {
1781         dnode_t *dn;
1782         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1783         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1784
1785         ASSERT(txg != 0);
1786
1787         /*
1788          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1789          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1790          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1791          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1792          */
1793         ASSERT(db->db_objset ==
1794             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1795             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1796         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1797         ASSERT0(db->db_level);
1798         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1799
1800         /*
1801          * If this buffer is not dirty, we're done.
1802          */
1803         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1804                 if (dr->dr_txg <= txg)
1805                         break;
1806         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1807                 return (B_FALSE);
1808         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1809         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1810
1811         DB_DNODE_ENTER(db);
1812         dn = DB_DNODE(db);
1813
1814         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1815
1816         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1817
1818         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1819             dr->dr_accounted, txg);
1820
1821         *drp = dr->dr_next;
1822
1823         /*
1824          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1825          * where this dirty record may be put on a list.
1826          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1827          * every one of those list_insert calls.
1828          */
1829         if (dr->dr_parent) {
1830                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1831                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1832                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1833         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1834             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1835                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1836                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1837                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1838                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1839         }
1840         DB_DNODE_EXIT(db);
1841
1842         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1843                 dbuf_unoverride(dr);
1844
1845                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1846                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1847                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1848                         arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
1849         }
1850
1851         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1852
1853         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1854         db->db_dirtycnt -= 1;
1855
1856         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1857                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(db->db_buf));
1858                 dbuf_destroy(db);
1859                 return (B_TRUE);
1860         }
1861
1862         return (B_FALSE);
1863 }
1864
1865 void
1866 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1867 {
1868         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1869         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1870
1871         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1872         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1873
1874         /*
1875          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1876          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1877          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1878          * cached).
1879          */
1880         mutex_enter(&db->db_mtx);
1881         dbuf_dirty_record_t *dr;
1882         for (dr = db->db_last_dirty;
1883             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1884                 /*
1885                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1886                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1887                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1888                  */
1889                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1890                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1891                         dbuf_redirty(dr);
1892                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1893                         return;
1894                 }
1895         }
1896         mutex_exit(&db->db_mtx);
1897
1898         DB_DNODE_ENTER(db);
1899         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1900                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1901         DB_DNODE_EXIT(db);
1902         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1903         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1904 }
1905
1906 void
1907 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1908 {
1909         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1910
1911         db->db_state = DB_NOFILL;
1912
1913         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1914 }
1915
1916 void
1917 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1918 {
1919         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1920
1921         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1922         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1923         ASSERT(db->db_level == 0);
1924         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1925
1926         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1927             dmu_tx_private_ok(tx));
1928
1929         dbuf_noread(db);
1930         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1931 }
1932
1933 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1934 /* ARGSUSED */
1935 void
1936 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1937 {
1938         mutex_enter(&db->db_mtx);
1939         DBUF_VERIFY(db);
1940
1941         if (db->db_state == DB_FILL) {
1942                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1943                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1944                         /* we were freed while filling */
1945                         /* XXX dbuf_undirty? */
1946                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1947                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1948                 }
1949                 db->db_state = DB_CACHED;
1950                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1951         }
1952         mutex_exit(&db->db_mtx);
1953 }
1954
1955 void
1956 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1957     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1958     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1959     dmu_tx_t *tx)
1960 {
1961         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1962         struct dirty_leaf *dl;
1963         dmu_object_type_t type;
1964
1965         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1966                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1967                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1968         }
1969
1970         DB_DNODE_ENTER(db);
1971         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1972         DB_DNODE_EXIT(db);
1973
1974         ASSERT0(db->db_level);
1975         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1976
1977         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1978
1979         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1980         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1981         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1982             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1983         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1984         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1985         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1986         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1987
1988         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1989         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1994  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1995  */
1996 void
1997 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1998 {
1999         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
2000         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2001         ASSERT(db->db_level == 0);
2002         ASSERT(DBUF_GET_BUFC_TYPE(db) == ARC_BUFC_DATA);
2003         ASSERT(buf != NULL);
2004         ASSERT(arc_buf_size(buf) == db->db.db_size);
2005         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
2006
2007         arc_return_buf(buf, db);
2008         ASSERT(arc_released(buf));
2009
2010         mutex_enter(&db->db_mtx);
2011
2012         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
2013                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
2014
2015         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
2016
2017         if (db->db_state == DB_CACHED &&
2018             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
2019                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2020                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
2021                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
2022                 arc_buf_destroy(buf, db);
2023                 xuio_stat_wbuf_copied();
2024                 return;
2025         }
2026
2027         xuio_stat_wbuf_nocopy();
2028         if (db->db_state == DB_CACHED) {
2029                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
2030
2031                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
2032                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
2033                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
2034                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
2035                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
2036                                     DR_OVERRIDDEN);
2037                                 arc_release(db->db_buf, db);
2038                         }
2039                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
2040                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2041                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
2042                         arc_release(db->db_buf, db);
2043                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2044                 }
2045                 db->db_buf = NULL;
2046         }
2047         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2048         dbuf_set_data(db, buf);
2049         db->db_state = DB_FILL;
2050         mutex_exit(&db->db_mtx);
2051         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2052         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
2053 }
2054
2055 void
2056 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
2057 {
2058         dnode_t *dn;
2059         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2060         dmu_buf_impl_t *dndb;
2061
2062         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2063         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2064
2065         if (db->db_buf != NULL) {
2066                 arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2067                 db->db_buf = NULL;
2068         }
2069
2070         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2071                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
2072                 zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
2073                 arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2074                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2075         }
2076
2077         dbuf_clear_data(db);
2078
2079         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2080                 multilist_remove(&dbuf_cache, db);
2081                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2082                     db->db.db_size, db);
2083         }
2084
2085         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2086         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2087
2088         db->db_state = DB_EVICTING;
2089         db->db_blkptr = NULL;
2090
2091         /*
2092          * Now that db_state is DB_EVICTING, nobody else can find this via
2093          * the hash table.  We can now drop db_mtx, which allows us to
2094          * acquire the dn_dbufs_mtx.
2095          */
2096         mutex_exit(&db->db_mtx);
2097
2098         DB_DNODE_ENTER(db);
2099         dn = DB_DNODE(db);
2100         dndb = dn->dn_dbuf;
2101         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2102                 boolean_t needlock = !MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx);
2103                 if (needlock)
2104                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2105                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
2106                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2107                 membar_producer();
2108                 DB_DNODE_EXIT(db);
2109                 if (needlock)
2110                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2111                 /*
2112                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
2113                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
2114                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
2115                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
2116                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
2117                  * release any lock.
2118                  */
2119                 dnode_rele(dn, db);
2120                 db->db_dnode_handle = NULL;
2121
2122                 dbuf_hash_remove(db);
2123         } else {
2124                 DB_DNODE_EXIT(db);
2125         }
2126
2127         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2128
2129         db->db_parent = NULL;
2130
2131         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2132         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2133         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2134         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2135         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2136         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
2137
2138         kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2139         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2140
2141         /*
2142          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
2143          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
2144          */
2145         if (parent && parent != dndb)
2146                 dbuf_rele(parent, db);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
2151  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
2152  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
2153  * object.
2154  */
2155 static int
2156 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
2157     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
2158 {
2159         int nlevels, epbs;
2160
2161         *parentp = NULL;
2162         *bpp = NULL;
2163
2164         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2165
2166         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2167                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2168                 if (dn->dn_have_spill &&
2169                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
2170                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
2171                 else
2172                         *bpp = NULL;
2173                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2174                 *parentp = dn->dn_dbuf;
2175                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2176                 return (0);
2177         }
2178
2179         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0)
2180                 nlevels = 1;
2181         else
2182                 nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2183
2184         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2185
2186         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
2187         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2188         if (level >= nlevels ||
2189             (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
2190                 /* the buffer has no parent yet */
2191                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2192         } else if (level < nlevels-1) {
2193                 /* this block is referenced from an indirect block */
2194                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
2195                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
2196                 if (err)
2197                         return (err);
2198                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
2199                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
2200                 if (err) {
2201                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
2202                         *parentp = NULL;
2203                         return (err);
2204                 }
2205                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
2206                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2207                 return (0);
2208         } else {
2209                 /* the block is referenced from the dnode */
2210                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
2211                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
2212                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2213                 if (dn->dn_dbuf) {
2214                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2215                         *parentp = dn->dn_dbuf;
2216                 }
2217                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
2218                 return (0);
2219         }
2220 }
2221
2222 static dmu_buf_impl_t *
2223 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2224     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
2225 {
2226         objset_t *os = dn->dn_objset;
2227         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
2228
2229         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2230         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
2231
2232         db = kmem_cache_alloc(dbuf_kmem_cache, KM_SLEEP);
2233
2234         db->db_objset = os;
2235         db->db.db_object = dn->dn_object;
2236         db->db_level = level;
2237         db->db_blkid = blkid;
2238         db->db_last_dirty = NULL;
2239         db->db_dirtycnt = 0;
2240         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
2241         db->db_parent = parent;
2242         db->db_blkptr = blkptr;
2243
2244         db->db_user = NULL;
2245         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
2246         db->db_freed_in_flight = FALSE;
2247         db->db_pending_evict = FALSE;
2248
2249         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2250                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
2251                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
2252                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
2253                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
2254                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
2255                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2256                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
2257                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2258                 return (db);
2259         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2260                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
2261                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
2262                 db->db.db_offset = 0;
2263         } else {
2264                 int blocksize =
2265                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
2266                 db->db.db_size = blocksize;
2267                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
2268         }
2269
2270         /*
2271          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
2272          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
2273          * This prevents a possible deadlock with someone
2274          * trying to look up this dbuf before its added to the
2275          * dn_dbufs list.
2276          */
2277         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2278         db->db_state = DB_EVICTING;
2279         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
2280                 /* someone else inserted it first */
2281                 kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2282                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2283                 return (odb);
2284         }
2285         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
2286         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid >=
2287             dn->dn_unlisted_l0_blkid)
2288                 dn->dn_unlisted_l0_blkid = db->db_blkid + 1;
2289         db->db_state = DB_UNCACHED;
2290         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2291         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2292
2293         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
2294                 dbuf_add_ref(parent, db);
2295
2296         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2297             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
2298         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
2299         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
2300
2301         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
2302
2303         return (db);
2304 }
2305
2306 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2307         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2308         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2309         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2310         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2311         dnode_t *dpa_dnode; /* The dnode associated with the prefetch */
2312         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2313         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2314         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2315 } dbuf_prefetch_arg_t;
2316
2317 /*
2318  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2319  */
2320 static void
2321 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2322 {
2323         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2324                 return;
2325
2326         arc_flags_t aflags =
2327             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2328
2329         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2330         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2331         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2332         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2333             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2334             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2339  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2340  * prefetch if the next block down is our target.
2341  */
2342 static void
2343 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2344 {
2345         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2346
2347         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2348         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2349
2350         /*
2351          * The dpa_dnode is only valid if we are called with a NULL
2352          * zio. This indicates that the arc_read() returned without
2353          * first calling zio_read() to issue a physical read. Once
2354          * a physical read is made the dpa_dnode must be invalidated
2355          * as the locks guarding it may have been dropped. If the
2356          * dpa_dnode is still valid, then we want to add it to the dbuf
2357          * cache. To do so, we must hold the dbuf associated with the block
2358          * we just prefetched, read its contents so that we associate it
2359          * with an arc_buf_t, and then release it.
2360          */
2361         if (zio != NULL) {
2362                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2363                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW) {
2364                         ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2365                 } else {
2366                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2367                 }
2368                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2369
2370                 dpa->dpa_dnode = NULL;
2371         } else if (dpa->dpa_dnode != NULL) {
2372                 uint64_t curblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2373                     (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel -
2374                     dpa->dpa_zb.zb_level));
2375                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dpa->dpa_dnode,
2376                     dpa->dpa_curlevel, curblkid, FTAG);
2377                 (void) dbuf_read(db, NULL,
2378                     DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_HAVESTRUCT);
2379                 dbuf_rele(db, FTAG);
2380         }
2381
2382         dpa->dpa_curlevel--;
2383
2384         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2385             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2386         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2387             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2388         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2389                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2390         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2391                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2392                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2393                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2394         } else {
2395                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2396                 zbookmark_phys_t zb;
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         /*
2508          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2509          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2510          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2511          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2512          * doing.
2513          */
2514         if (curlevel == level) {
2515                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2516                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2517                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2518         } else {
2519                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2520                 zbookmark_phys_t zb;
2521
2522                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2523                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2524                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2525                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2526                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2527                     &iter_aflags, &zb);
2528         }
2529         /*
2530          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2531          * dpa may have already been freed.
2532          */
2533         zio_nowait(pio);
2534 }
2535
2536 /*
2537  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2538  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2539  */
2540 int
2541 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2542     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2543     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2544 {
2545         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2546
2547         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2548         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2549         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2550
2551         *dbp = NULL;
2552 top:
2553         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2554         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2555
2556         if (db == NULL) {
2557                 blkptr_t *bp = NULL;
2558                 int err;
2559
2560                 if (fail_uncached)
2561                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2562
2563                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2564                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2565                 if (fail_sparse) {
2566                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2567                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2568                         if (err) {
2569                                 if (parent)
2570                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2571                                 return (err);
2572                         }
2573                 }
2574                 if (err && err != ENOENT)
2575                         return (err);
2576                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2577         }
2578
2579         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2580                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2581                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2582         }
2583
2584         if (db->db_buf != NULL)
2585                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2586
2587         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2588
2589         /*
2590          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2591          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2592          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2593          */
2594         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2595             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2596             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2597                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2598
2599                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2600                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2601
2602                         dbuf_set_data(db,
2603                             arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa,
2604                             db->db.db_size, db, type));
2605                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2606                             db->db.db_size);
2607                 }
2608         }
2609
2610         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2611                 ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2612                 multilist_remove(&dbuf_cache, db);
2613                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2614                     db->db.db_size, db);
2615         }
2616         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2617         DBUF_VERIFY(db);
2618         mutex_exit(&db->db_mtx);
2619
2620         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2621         if (parent)
2622                 dbuf_rele(parent, NULL);
2623
2624         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2625         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2626         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2627         *dbp = db;
2628
2629         return (0);
2630 }
2631
2632 dmu_buf_impl_t *
2633 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2634 {
2635         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2636 }
2637
2638 dmu_buf_impl_t *
2639 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2640 {
2641         dmu_buf_impl_t *db;
2642         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2643         return (err ? NULL : db);
2644 }
2645
2646 void
2647 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2648 {
2649         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2650
2651         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2652         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2653 }
2654
2655 int
2656 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2657 {
2658         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2659         dnode_t *dn;
2660
2661         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2662                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2663         if (blksz == 0)
2664                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2665         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2666         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2667
2668         DB_DNODE_ENTER(db);
2669         dn = DB_DNODE(db);
2670         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2671         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2672         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2673         DB_DNODE_EXIT(db);
2674
2675         return (0);
2676 }
2677
2678 void
2679 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2680 {
2681         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2682 }
2683
2684 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2685 void
2686 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2687 {
2688         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2689         ASSERT3S(holds, >, 1);
2690 }
2691
2692 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2693 boolean_t
2694 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2695     void *tag)
2696 {
2697         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2698         dmu_buf_impl_t *found_db;
2699         boolean_t result = B_FALSE;
2700
2701         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2702                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2703         else
2704                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2705
2706         if (found_db != NULL) {
2707                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2708                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2709                         result = B_TRUE;
2710                 }
2711                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2712         }
2713         return (result);
2714 }
2715
2716 /*
2717  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2718  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2719  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2720  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2721  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2722  */
2723 void
2724 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2725 {
2726         mutex_enter(&db->db_mtx);
2727         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2728 }
2729
2730 void
2731 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2732 {
2733         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2734 }
2735
2736 /*
2737  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2738  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2739  */
2740 void
2741 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2742 {
2743         int64_t holds;
2744
2745         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2746         DBUF_VERIFY(db);
2747
2748         /*
2749          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2750          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2751          * buffer has a corresponding dnode hold.
2752          */
2753         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2754         ASSERT(holds >= 0);
2755
2756         /*
2757          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2758          * may be modified in the current syncing context.
2759          */
2760         if (db->db_buf != NULL &&
2761             holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0)) {
2762                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2763         }
2764
2765         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2766             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
2767                 dbuf_evict_user(db);
2768
2769         if (holds == 0) {
2770                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2771                         dnode_t *dn;
2772                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
2773
2774                         /*
2775                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2776                          * barrier until the move completes.
2777                          */
2778                         DB_DNODE_ENTER(db);
2779
2780                         dn = DB_DNODE(db);
2781                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2782
2783                         /*
2784                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2785                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2786                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2787                          * the dnode_rele() below.
2788                          */
2789                         DB_DNODE_EXIT(db);
2790
2791                         /*
2792                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2793                          * Another thread may evict it.
2794                          */
2795                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2796
2797                         if (evict_dbuf)
2798                                 dnode_evict_bonus(dn);
2799
2800                         dnode_rele(dn, db);
2801                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2802                         /*
2803                          * This is a special case: we never associated this
2804                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2805                          */
2806                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2807                             db->db_state == DB_NOFILL);
2808                         dbuf_destroy(db);
2809                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2810                         /*
2811                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2812                          */
2813                         dbuf_destroy(db);
2814                 } else {
2815                         boolean_t do_arc_evict = B_FALSE;
2816                         blkptr_t bp;
2817                         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
2818
2819                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) &&
2820                             db->db_blkptr != NULL &&
2821                             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2822                             !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2823                                 do_arc_evict = B_TRUE;
2824                                 bp = *db->db_blkptr;
2825                         }
2826
2827                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
2828                             db->db_pending_evict) {
2829                                 dbuf_destroy(db);
2830                         } else if (!multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2831                                 multilist_insert(&dbuf_cache, db);
2832                                 (void) refcount_add_many(&dbuf_cache_size,
2833                                     db->db.db_size, db);
2834                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2835
2836                                 dbuf_evict_notify();
2837                         }
2838
2839                         if (do_arc_evict)
2840                                 arc_freed(spa, &bp);
2841                 }
2842         } else {
2843                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2844         }
2845
2846 }
2847
2848 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2849 uint64_t
2850 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2851 {
2852         return (refcount_count(&db->db_holds));
2853 }
2854
2855 void *
2856 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2857     dmu_buf_user_t *new_user)
2858 {
2859         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2860
2861         mutex_enter(&db->db_mtx);
2862         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2863         if (db->db_user == old_user)
2864                 db->db_user = new_user;
2865         else
2866                 old_user = db->db_user;
2867         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2868         mutex_exit(&db->db_mtx);
2869
2870         return (old_user);
2871 }
2872
2873 void *
2874 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2875 {
2876         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2877 }
2878
2879 void *
2880 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2881 {
2882         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2883
2884         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
2885         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2886 }
2887
2888 void *
2889 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2890 {
2891         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2892 }
2893
2894 void *
2895 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2896 {
2897         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2898
2899         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2900         return (db->db_user);
2901 }
2902
2903 void
2904 dmu_buf_user_evict_wait()
2905 {
2906         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2907 }
2908
2909 boolean_t
2910 dmu_buf_freeable(dmu_buf_t *dbuf)
2911 {
2912         boolean_t res = B_FALSE;
2913         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2914
2915         if (db->db_blkptr)
2916                 res = dsl_dataset_block_freeable(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2917                     db->db_blkptr, db->db_blkptr->blk_birth);
2918
2919         return (res);
2920 }
2921
2922 blkptr_t *
2923 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2924 {
2925         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2926         return (dbi->db_blkptr);
2927 }
2928
2929 objset_t *
2930 dmu_buf_get_objset(dmu_buf_t *db)
2931 {
2932         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2933         return (dbi->db_objset);
2934 }
2935
2936 dnode_t *
2937 dmu_buf_dnode_enter(dmu_buf_t *db)
2938 {
2939         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2940         DB_DNODE_ENTER(dbi);
2941         return (DB_DNODE(dbi));
2942 }
2943
2944 void
2945 dmu_buf_dnode_exit(dmu_buf_t *db)
2946 {
2947         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2948         DB_DNODE_EXIT(dbi);
2949 }
2950
2951 static void
2952 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2953 {
2954         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2955         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2956
2957         if (db->db_blkptr != NULL)
2958                 return;
2959
2960         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2961                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2962                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2963                 return;
2964         }
2965         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2966                 /*
2967                  * This buffer was allocated at a time when there was
2968                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2969                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2970                  */
2971                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2972                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2973                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2974                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2975                 DBUF_VERIFY(db);
2976         } else {
2977                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2978                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2979
2980                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2981                 if (parent == NULL) {
2982                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2983                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2984                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2985                             db->db_blkid >> epbs, db);
2986                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2987                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2988                         db->db_parent = parent;
2989                 }
2990                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2991                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2992                 DBUF_VERIFY(db);
2993         }
2994 }
2995
2996 static void
2997 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2998 {
2999         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3000         dnode_t *dn;
3001         zio_t *zio;
3002
3003         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3004
3005         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3006
3007         mutex_enter(&db->db_mtx);
3008
3009         ASSERT(db->db_level > 0);
3010         DBUF_VERIFY(db);
3011
3012         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
3013         if (db->db_buf == NULL) {
3014                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3015                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
3016                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3017         }
3018         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
3019         ASSERT(db->db_buf != NULL);
3020
3021         DB_DNODE_ENTER(db);
3022         dn = DB_DNODE(db);
3023         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
3024         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3025         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3026         DB_DNODE_EXIT(db);
3027
3028         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
3029         db->db_data_pending = dr;
3030
3031         mutex_exit(&db->db_mtx);
3032         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
3033
3034         zio = dr->dr_zio;
3035         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
3036         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
3037         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3038         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
3039         zio_nowait(zio);
3040 }
3041
3042 static void
3043 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
3044 {
3045         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
3046         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3047         dnode_t *dn;
3048         objset_t *os;
3049         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3050
3051         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3052
3053         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3054
3055         mutex_enter(&db->db_mtx);
3056         /*
3057          * To be synced, we must be dirtied.  But we
3058          * might have been freed after the dirty.
3059          */
3060         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
3061                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
3062                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
3063         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
3064                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
3065                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
3066         } else {
3067                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
3068         }
3069         DBUF_VERIFY(db);
3070
3071         DB_DNODE_ENTER(db);
3072         dn = DB_DNODE(db);
3073
3074         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3075                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3076                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
3077                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3078         }
3079
3080         /*
3081          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
3082          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
3083          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
3084          * be called).
3085          */
3086         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3087                 dbuf_dirty_record_t **drp;
3088
3089                 ASSERT(*datap != NULL);
3090                 ASSERT0(db->db_level);
3091                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
3092                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
3093                 DB_DNODE_EXIT(db);
3094
3095                 if (*datap != db->db.db_data) {
3096                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
3097                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
3098                 }
3099                 db->db_data_pending = NULL;
3100                 drp = &db->db_last_dirty;
3101                 while (*drp != dr)
3102                         drp = &(*drp)->dr_next;
3103                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3104                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3105                 *drp = dr->dr_next;
3106                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
3107                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3108                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3109                 }
3110                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3111                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3112                 db->db_dirtycnt -= 1;
3113                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
3114                 return;
3115         }
3116
3117         os = dn->dn_objset;
3118
3119         /*
3120          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
3121          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
3122          * don't check the dr_override_state until we have returned from
3123          * dbuf_check_blkptr.
3124          */
3125         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3126
3127         /*
3128          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
3129          * wait for the synchronous IO to complete.
3130          */
3131         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
3132                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
3133                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
3134                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
3135         }
3136
3137         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
3138             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
3139             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
3140             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
3141             *datap == db->db_buf) {
3142                 /*
3143                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
3144                  * are active holds and db_data still references it),
3145                  * then make a copy before we start the write so that
3146                  * any modifications from the open txg will not leak
3147                  * into this write.
3148                  *
3149                  * NOTE: this copy does not need to be made for
3150                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
3151                  * DNONE_DNODE blocks).
3152                  */
3153                 int blksz = arc_buf_size(*datap);
3154                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
3155                 *datap = arc_alloc_buf(os->os_spa, blksz, db, type);
3156                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, blksz);
3157         }
3158         db->db_data_pending = dr;
3159
3160         mutex_exit(&db->db_mtx);
3161
3162         dbuf_write(dr, *datap, tx);
3163
3164         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3165         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3166                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
3167                 DB_DNODE_EXIT(db);
3168         } else {
3169                 /*
3170                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
3171                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
3172                  * that the IO could actually be completed before the nowait
3173                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
3174                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
3175                  */
3176                 DB_DNODE_EXIT(db);
3177                 zio_nowait(dr->dr_zio);
3178         }
3179 }
3180
3181 void
3182 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
3183 {
3184         dbuf_dirty_record_t *dr;
3185
3186         while (dr = list_head(list)) {
3187                 if (dr->dr_zio != NULL) {
3188                         /*
3189                          * If we find an already initialized zio then we
3190                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
3191                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
3192                          * during processing, so that we can zio_wait()
3193                          * these IOs after initiating all child IOs.
3194                          */
3195                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
3196                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
3197                         break;
3198                 }
3199                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
3200                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
3201                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
3202                 }
3203                 list_remove(list, dr);
3204                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
3205                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
3206                 else
3207                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
3208         }
3209 }
3210
3211 /* ARGSUSED */
3212 static void
3213 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3214 {
3215         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3216         dnode_t *dn;
3217         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3218         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3219         spa_t *spa = zio->io_spa;
3220         int64_t delta;
3221         uint64_t fill = 0;
3222         int i;
3223
3224         ASSERT3P(db->db_blkptr, !=, NULL);
3225         ASSERT3P(&db->db_data_pending->dr_bp_copy, ==, bp);
3226
3227         DB_DNODE_ENTER(db);
3228         dn = DB_DNODE(db);
3229         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
3230         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
3231         zio->io_prev_space_delta = delta;
3232
3233         if (bp->blk_birth != 0) {
3234                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
3235                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
3236                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
3237                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
3238                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
3239                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
3240         }
3241
3242         mutex_enter(&db->db_mtx);
3243
3244 #ifdef ZFS_DEBUG
3245         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3246                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3247                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(bp)) &&
3248                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3249         }
3250 #endif
3251
3252         if (db->db_level == 0) {
3253                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3254                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
3255                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3256                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
3257                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3258
3259                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3260                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
3261                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
3262                             i--, dnp++) {
3263                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
3264                                         fill++;
3265                         }
3266                 } else {
3267                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
3268                                 fill = 0;
3269                         } else {
3270                                 fill = 1;
3271                         }
3272                 }
3273         } else {
3274                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
3275                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3276                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
3277                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
3278                                 continue;
3279                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
3280                 }
3281         }
3282         DB_DNODE_EXIT(db);
3283
3284         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
3285                 bp->blk_fill = fill;
3286
3287         mutex_exit(&db->db_mtx);
3288
3289         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3290         *db->db_blkptr = *bp;
3291         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3292 }
3293
3294 /* ARGSUSED */
3295 /*
3296  * This function gets called just prior to running through the compression
3297  * stage of the zio pipeline. If we're an indirect block comprised of only
3298  * holes, then we want this indirect to be compressed away to a hole. In
3299  * order to do that we must zero out any information about the holes that
3300  * this indirect points to prior to before we try to compress it.
3301  */
3302 static void
3303 dbuf_write_children_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3304 {
3305         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3306         dnode_t *dn;
3307         blkptr_t *bp;
3308         uint64_t i;
3309         int epbs;
3310
3311         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
3312         DB_DNODE_ENTER(db);
3313         dn = DB_DNODE(db);
3314         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3315
3316         /* Determine if all our children are holes */
3317         for (i = 0, bp = db->db.db_data; i < 1 << epbs; i++, bp++) {
3318                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
3319                         break;
3320         }
3321
3322         /*
3323          * If all the children are holes, then zero them all out so that
3324          * we may get compressed away.
3325          */
3326         if (i == 1 << epbs) {
3327                 /* didn't find any non-holes */
3328                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
3329         }
3330         DB_DNODE_EXIT(db);
3331 }
3332
3333 /*
3334  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
3335  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
3336  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
3337  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
3338  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
3339  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
3340  * i/os complete.
3341  */
3342 /* ARGSUSED */
3343 static void
3344 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
3345 {
3346         dmu_buf_impl_t *db = arg;
3347         objset_t *os = db->db_objset;
3348         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
3349         dbuf_dirty_record_t *dr;
3350         int delta = 0;
3351
3352         dr = db->db_data_pending;
3353         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
3354
3355         /*
3356          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
3357          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
3358          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
3359          * dsl_pool_undirty_space().
3360          */
3361         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
3362         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
3363 }
3364
3365 /* ARGSUSED */
3366 static void
3367 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3368 {
3369         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3370         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3371         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3372         objset_t *os = db->db_objset;
3373         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3374         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3375
3376         ASSERT0(zio->io_error);
3377         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3378
3379         /*
3380          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3381          * original and bypass all the accounting.
3382          */
3383         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3384                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3385         } else {
3386                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3387                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3388                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3389         }
3390
3391         mutex_enter(&db->db_mtx);
3392
3393         DBUF_VERIFY(db);
3394
3395         drp = &db->db_last_dirty;
3396         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3397                 drp = &dr->dr_next;
3398         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3399         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3400         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3401         *drp = dr->dr_next;
3402
3403 #ifdef ZFS_DEBUG
3404         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3405                 dnode_t *dn;
3406
3407                 DB_DNODE_ENTER(db);
3408                 dn = DB_DNODE(db);
3409                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3410                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3411                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3412                 DB_DNODE_EXIT(db);
3413         }
3414 #endif
3415
3416         if (db->db_level == 0) {
3417                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3418                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3419                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3420                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3421                                 arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
3422                 }
3423         } else {
3424                 dnode_t *dn;
3425
3426                 DB_DNODE_ENTER(db);
3427                 dn = DB_DNODE(db);
3428                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3429                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3430                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3431                         int epbs =
3432                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3433                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3434                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3435                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3436                             db->db.db_size);
3437                 }
3438                 DB_DNODE_EXIT(db);
3439                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3440                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3441         }
3442         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3443
3444         cv_broadcast(&db->db_changed);
3445         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3446         db->db_dirtycnt -= 1;
3447         db->db_data_pending = NULL;
3448         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3449 }
3450
3451 static void
3452 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3453 {
3454         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3455 }
3456
3457 static void
3458 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3459 {
3460         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3461 }
3462
3463 static void
3464 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3465 {
3466         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3467         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3468
3469         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3470 }
3471
3472 static void
3473 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3474 {
3475         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3476         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3477         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3478
3479         mutex_enter(&db->db_mtx);
3480         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3481                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3482                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3483                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3484         }
3485         mutex_exit(&db->db_mtx);
3486
3487         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3488 }
3489
3490 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3491 static void
3492 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3493 {
3494         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3495         dnode_t *dn;
3496         objset_t *os;
3497         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3498         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3499         zbookmark_phys_t zb;
3500         zio_prop_t zp;
3501         zio_t *zio;
3502         int wp_flag = 0;
3503
3504         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3505
3506         DB_DNODE_ENTER(db);
3507         dn = DB_DNODE(db);
3508         os = dn->dn_objset;
3509
3510         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3511                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3512                         /*
3513                          * Private object buffers are released here rather
3514                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3515                          * in the syncing context and we don't want the
3516                          * overhead of making multiple copies of the data.
3517                          */
3518                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3519                                 arc_buf_thaw(data);
3520                         } else {
3521                                 dbuf_release_bp(db);
3522                         }
3523                 }
3524         }
3525
3526         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3527                 /* Our parent is an indirect block. */
3528                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3529                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3530                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3531                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3532                 /*
3533                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3534                  * our block pointer, so the parent must be released.
3535                  */
3536                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3537                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3538         } else {
3539                 /* Our parent is the dnode itself. */
3540                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3541                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3542                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3543                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3544                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3545                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3546                 zio = dn->dn_zio;
3547         }
3548
3549         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3550         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3551         ASSERT(zio);
3552
3553         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3554             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3555             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3556
3557         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3558                 wp_flag = WP_SPILL;
3559         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3560
3561         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3562         DB_DNODE_EXIT(db);
3563
3564         /*
3565          * We copy the blkptr now (rather than when we instantiate the dirty
3566          * record), because its value can change between open context and
3567          * syncing context. We do not need to hold dn_struct_rwlock to read
3568          * db_blkptr because we are in syncing context.
3569          */
3570         dr->dr_bp_copy = *db->db_blkptr;
3571
3572         if (db->db_level == 0 &&
3573             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3574                 /*
3575                  * The BP for this block has been provided by open context
3576                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3577                  */
3578                 void *contents = (data != NULL) ? data->b_data : NULL;
3579
3580                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3581                     &dr->dr_bp_copy, contents, db->db.db_size, &zp,
3582                     dbuf_write_override_ready, NULL, NULL,
3583                     dbuf_write_override_done,
3584                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3585                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3586                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3587                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3588                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3589                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3590         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3591                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3592                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3593                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3594                     &dr->dr_bp_copy, NULL, db->db.db_size, &zp,
3595                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, NULL,
3596                     dbuf_write_nofill_done, db,
3597                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3598                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3599         } else {
3600                 ASSERT(arc_released(data));
3601
3602                 /*
3603                  * For indirect blocks, we want to setup the children
3604                  * ready callback so that we can properly handle an indirect
3605                  * block that only contains holes.
3606                  */
3607                 arc_done_func_t *children_ready_cb = NULL;
3608                 if (db->db_level != 0)
3609                         children_ready_cb = dbuf_write_children_ready;
3610
3611                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3612                     &dr->dr_bp_copy, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3613                     &zp, dbuf_write_ready, children_ready_cb,
3614                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3615                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3616         }
3617 }