]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFV r319742: 8056 zfs send size estimate is inaccurate for some zvols
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / dbuf.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2012, 2017 by Delphix. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. All rights reserved.
27  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
28  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
29  */
30
31 #include <sys/zfs_context.h>
32 #include <sys/dmu.h>
33 #include <sys/dmu_send.h>
34 #include <sys/dmu_impl.h>
35 #include <sys/dbuf.h>
36 #include <sys/dmu_objset.h>
37 #include <sys/dsl_dataset.h>
38 #include <sys/dsl_dir.h>
39 #include <sys/dmu_tx.h>
40 #include <sys/spa.h>
41 #include <sys/zio.h>
42 #include <sys/dmu_zfetch.h>
43 #include <sys/sa.h>
44 #include <sys/sa_impl.h>
45 #include <sys/zfeature.h>
46 #include <sys/blkptr.h>
47 #include <sys/range_tree.h>
48 #include <sys/callb.h>
49 #include <sys/abd.h>
50
51 uint_t zfs_dbuf_evict_key;
52
53 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
54 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
55
56 #ifndef __lint
57 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
58     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_sync,
59     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_async,
60     dmu_buf_t **clear_on_evict_dbufp);
61 #endif /* ! __lint */
62
63 /*
64  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
65  */
66 static kmem_cache_t *dbuf_kmem_cache;
67 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
68
69 static kthread_t *dbuf_cache_evict_thread;
70 static kmutex_t dbuf_evict_lock;
71 static kcondvar_t dbuf_evict_cv;
72 static boolean_t dbuf_evict_thread_exit;
73
74 /*
75  * LRU cache of dbufs. The dbuf cache maintains a list of dbufs that
76  * are not currently held but have been recently released. These dbufs
77  * are not eligible for arc eviction until they are aged out of the cache.
78  * Dbufs are added to the dbuf cache once the last hold is released. If a
79  * dbuf is later accessed and still exists in the dbuf cache, then it will
80  * be removed from the cache and later re-added to the head of the cache.
81  * Dbufs that are aged out of the cache will be immediately destroyed and
82  * become eligible for arc eviction.
83  */
84 static multilist_t *dbuf_cache;
85 static refcount_t dbuf_cache_size;
86 uint64_t dbuf_cache_max_bytes = 100 * 1024 * 1024;
87
88 /* Cap the size of the dbuf cache to log2 fraction of arc size. */
89 int dbuf_cache_max_shift = 5;
90
91 /*
92  * The dbuf cache uses a three-stage eviction policy:
93  *      - A low water marker designates when the dbuf eviction thread
94  *      should stop evicting from the dbuf cache.
95  *      - When we reach the maximum size (aka mid water mark), we
96  *      signal the eviction thread to run.
97  *      - The high water mark indicates when the eviction thread
98  *      is unable to keep up with the incoming load and eviction must
99  *      happen in the context of the calling thread.
100  *
101  * The dbuf cache:
102  *                                                 (max size)
103  *                                      low water   mid water   hi water
104  * +----------------------------------------+----------+----------+
105  * |                                        |          |          |
106  * |                                        |          |          |
107  * |                                        |          |          |
108  * |                                        |          |          |
109  * +----------------------------------------+----------+----------+
110  *                                        stop        signal     evict
111  *                                      evicting     eviction   directly
112  *                                                    thread
113  *
114  * The high and low water marks indicate the operating range for the eviction
115  * thread. The low water mark is, by default, 90% of the total size of the
116  * cache and the high water mark is at 110% (both of these percentages can be
117  * changed by setting dbuf_cache_lowater_pct and dbuf_cache_hiwater_pct,
118  * respectively). The eviction thread will try to ensure that the cache remains
119  * within this range by waking up every second and checking if the cache is
120  * above the low water mark. The thread can also be woken up by callers adding
121  * elements into the cache if the cache is larger than the mid water (i.e max
122  * cache size). Once the eviction thread is woken up and eviction is required,
123  * it will continue evicting buffers until it's able to reduce the cache size
124  * to the low water mark. If the cache size continues to grow and hits the high
125  * water mark, then callers adding elments to the cache will begin to evict
126  * directly from the cache until the cache is no longer above the high water
127  * mark.
128  */
129
130 /*
131  * The percentage above and below the maximum cache size.
132  */
133 uint_t dbuf_cache_hiwater_pct = 10;
134 uint_t dbuf_cache_lowater_pct = 10;
135
136 /* ARGSUSED */
137 static int
138 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
139 {
140         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
141         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
142
143         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
144         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
145         multilist_link_init(&db->db_cache_link);
146         refcount_create(&db->db_holds);
147
148         return (0);
149 }
150
151 /* ARGSUSED */
152 static void
153 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
154 {
155         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
156         mutex_destroy(&db->db_mtx);
157         cv_destroy(&db->db_changed);
158         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
159         refcount_destroy(&db->db_holds);
160 }
161
162 /*
163  * dbuf hash table routines
164  */
165 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
166
167 static uint64_t dbuf_hash_count;
168
169 static uint64_t
170 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
171 {
172         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
173         uint64_t crc = -1ULL;
174
175         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
176         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
177         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
178         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
179         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
180         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
181         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
182
183         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
184
185         return (crc);
186 }
187
188 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
189         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
190         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
191         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
192         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
193
194 dmu_buf_impl_t *
195 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
196 {
197         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
198         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
199         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
200         dmu_buf_impl_t *db;
201
202         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
203         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
204                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
205                         mutex_enter(&db->db_mtx);
206                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
207                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
208                                 return (db);
209                         }
210                         mutex_exit(&db->db_mtx);
211                 }
212         }
213         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
214         return (NULL);
215 }
216
217 static dmu_buf_impl_t *
218 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
219 {
220         dnode_t *dn;
221         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
222
223         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
224                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
225                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
226                         db = dn->dn_bonus;
227                         mutex_enter(&db->db_mtx);
228                 }
229                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
230                 dnode_rele(dn, FTAG);
231         }
232         return (db);
233 }
234
235 /*
236  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
237  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
238  * will be returned and the new element will not be inserted.
239  * Otherwise returns NULL.
240  */
241 static dmu_buf_impl_t *
242 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
243 {
244         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
245         objset_t *os = db->db_objset;
246         uint64_t obj = db->db.db_object;
247         int level = db->db_level;
248         uint64_t blkid = db->db_blkid;
249         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
250         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
251         dmu_buf_impl_t *dbf;
252
253         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
254         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
255                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
256                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
257                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
258                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
259                                 return (dbf);
260                         }
261                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
262                 }
263         }
264
265         mutex_enter(&db->db_mtx);
266         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
267         h->hash_table[idx] = db;
268         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
269         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
270
271         return (NULL);
272 }
273
274 /*
275  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
276  */
277 static void
278 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
279 {
280         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
281         uint64_t hv = dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
282             db->db_level, db->db_blkid);
283         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
284         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
285
286         /*
287          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
288          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
289          */
290         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
291         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
292         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
293
294         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
295         dbp = &h->hash_table[idx];
296         while ((dbf = *dbp) != db) {
297                 dbp = &dbf->db_hash_next;
298                 ASSERT(dbf != NULL);
299         }
300         *dbp = db->db_hash_next;
301         db->db_hash_next = NULL;
302         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
303         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
304 }
305
306 typedef enum {
307         DBVU_EVICTING,
308         DBVU_NOT_EVICTING
309 } dbvu_verify_type_t;
310
311 static void
312 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
313 {
314 #ifdef ZFS_DEBUG
315         int64_t holds;
316
317         if (db->db_user == NULL)
318                 return;
319
320         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
321         ASSERT(db->db_level == 0);
322
323         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
324         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
325         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
326
327         holds = refcount_count(&db->db_holds);
328         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
329                 /*
330                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
331                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
332                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
333                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
334                  * during eviction even though db_mtx is held (see
335                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
336                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
337                  */
338                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
339         } else {
340                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
341                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
342                 else
343                         ASSERT3U(holds, >, 0);
344         }
345 #endif
346 }
347
348 static void
349 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
350 {
351         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
352
353         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
354
355         if (dbu == NULL)
356                 return;
357
358         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
359         db->db_user = NULL;
360
361 #ifdef ZFS_DEBUG
362         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
363                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
364 #endif
365
366         /*
367          * There are two eviction callbacks - one that we call synchronously
368          * and one that we invoke via a taskq.  The async one is useful for
369          * avoiding lock order reversals and limiting stack depth.
370          *
371          * Note that if we have a sync callback but no async callback,
372          * it's likely that the sync callback will free the structure
373          * containing the dbu.  In that case we need to take care to not
374          * dereference dbu after calling the sync evict func.
375          */
376         boolean_t has_async = (dbu->dbu_evict_func_async != NULL);
377
378         if (dbu->dbu_evict_func_sync != NULL)
379                 dbu->dbu_evict_func_sync(dbu);
380
381         if (has_async) {
382                 taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func_async,
383                     dbu, 0, &dbu->dbu_tqent);
384         }
385 }
386
387 boolean_t
388 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
389 {
390         if (db->db_level > 0) {
391                 return (B_TRUE);
392         } else {
393                 boolean_t is_metadata;
394
395                 DB_DNODE_ENTER(db);
396                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
397                 DB_DNODE_EXIT(db);
398
399                 return (is_metadata);
400         }
401 }
402
403 /*
404  * This function *must* return indices evenly distributed between all
405  * sublists of the multilist. This is needed due to how the dbuf eviction
406  * code is laid out; dbuf_evict_thread() assumes dbufs are evenly
407  * distributed between all sublists and uses this assumption when
408  * deciding which sublist to evict from and how much to evict from it.
409  */
410 unsigned int
411 dbuf_cache_multilist_index_func(multilist_t *ml, void *obj)
412 {
413         dmu_buf_impl_t *db = obj;
414
415         /*
416          * The assumption here, is the hash value for a given
417          * dmu_buf_impl_t will remain constant throughout it's lifetime
418          * (i.e. it's objset, object, level and blkid fields don't change).
419          * Thus, we don't need to store the dbuf's sublist index
420          * on insertion, as this index can be recalculated on removal.
421          *
422          * Also, the low order bits of the hash value are thought to be
423          * distributed evenly. Otherwise, in the case that the multilist
424          * has a power of two number of sublists, each sublists' usage
425          * would not be evenly distributed.
426          */
427         return (dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
428             db->db_level, db->db_blkid) %
429             multilist_get_num_sublists(ml));
430 }
431
432 static inline boolean_t
433 dbuf_cache_above_hiwater(void)
434 {
435         uint64_t dbuf_cache_hiwater_bytes =
436             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_hiwater_pct) / 100;
437
438         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
439             dbuf_cache_max_bytes + dbuf_cache_hiwater_bytes);
440 }
441
442 static inline boolean_t
443 dbuf_cache_above_lowater(void)
444 {
445         uint64_t dbuf_cache_lowater_bytes =
446             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_lowater_pct) / 100;
447
448         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
449             dbuf_cache_max_bytes - dbuf_cache_lowater_bytes);
450 }
451
452 /*
453  * Evict the oldest eligible dbuf from the dbuf cache.
454  */
455 static void
456 dbuf_evict_one(void)
457 {
458         int idx = multilist_get_random_index(dbuf_cache);
459         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock(dbuf_cache, idx);
460
461         ASSERT(!MUTEX_HELD(&dbuf_evict_lock));
462
463         /*
464          * Set the thread's tsd to indicate that it's processing evictions.
465          * Once a thread stops evicting from the dbuf cache it will
466          * reset its tsd to NULL.
467          */
468         ASSERT3P(tsd_get(zfs_dbuf_evict_key), ==, NULL);
469         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, (void *)B_TRUE);
470
471         dmu_buf_impl_t *db = multilist_sublist_tail(mls);
472         while (db != NULL && mutex_tryenter(&db->db_mtx) == 0) {
473                 db = multilist_sublist_prev(mls, db);
474         }
475
476         DTRACE_PROBE2(dbuf__evict__one, dmu_buf_impl_t *, db,
477             multilist_sublist_t *, mls);
478
479         if (db != NULL) {
480                 multilist_sublist_remove(mls, db);
481                 multilist_sublist_unlock(mls);
482                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
483                     db->db.db_size, db);
484                 dbuf_destroy(db);
485         } else {
486                 multilist_sublist_unlock(mls);
487         }
488         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, NULL);
489 }
490
491 /*
492  * The dbuf evict thread is responsible for aging out dbufs from the
493  * cache. Once the cache has reached it's maximum size, dbufs are removed
494  * and destroyed. The eviction thread will continue running until the size
495  * of the dbuf cache is at or below the maximum size. Once the dbuf is aged
496  * out of the cache it is destroyed and becomes eligible for arc eviction.
497  */
498 static void
499 dbuf_evict_thread(void *dummy __unused)
500 {
501         callb_cpr_t cpr;
502
503         CALLB_CPR_INIT(&cpr, &dbuf_evict_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
504
505         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
506         while (!dbuf_evict_thread_exit) {
507                 while (!dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
508                         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
509                         (void) cv_timedwait_hires(&dbuf_evict_cv,
510                             &dbuf_evict_lock, SEC2NSEC(1), MSEC2NSEC(1), 0);
511                         CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &dbuf_evict_lock);
512                 }
513                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
514
515                 /*
516                  * Keep evicting as long as we're above the low water mark
517                  * for the cache. We do this without holding the locks to
518                  * minimize lock contention.
519                  */
520                 while (dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
521                         dbuf_evict_one();
522                 }
523
524                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
525         }
526
527         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
528         cv_broadcast(&dbuf_evict_cv);
529         CALLB_CPR_EXIT(&cpr);   /* drops dbuf_evict_lock */
530         thread_exit();
531 }
532
533 /*
534  * Wake up the dbuf eviction thread if the dbuf cache is at its max size.
535  * If the dbuf cache is at its high water mark, then evict a dbuf from the
536  * dbuf cache using the callers context.
537  */
538 static void
539 dbuf_evict_notify(void)
540 {
541
542         /*
543          * We use thread specific data to track when a thread has
544          * started processing evictions. This allows us to avoid deeply
545          * nested stacks that would have a call flow similar to this:
546          *
547          * dbuf_rele()-->dbuf_rele_and_unlock()-->dbuf_evict_notify()
548          *      ^                                               |
549          *      |                                               |
550          *      +-----dbuf_destroy()<--dbuf_evict_one()<--------+
551          *
552          * The dbuf_eviction_thread will always have its tsd set until
553          * that thread exits. All other threads will only set their tsd
554          * if they are participating in the eviction process. This only
555          * happens if the eviction thread is unable to process evictions
556          * fast enough. To keep the dbuf cache size in check, other threads
557          * can evict from the dbuf cache directly. Those threads will set
558          * their tsd values so that we ensure that they only evict one dbuf
559          * from the dbuf cache.
560          */
561         if (tsd_get(zfs_dbuf_evict_key) != NULL)
562                 return;
563
564         /*
565          * We check if we should evict without holding the dbuf_evict_lock,
566          * because it's OK to occasionally make the wrong decision here,
567          * and grabbing the lock results in massive lock contention.
568          */
569         if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
570                 if (dbuf_cache_above_hiwater())
571                         dbuf_evict_one();
572                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
573         }
574 }
575
576 void
577 dbuf_init(void)
578 {
579         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
580         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
581         int i;
582
583         /*
584          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
585          * with an average 4K block size.  The table will take up
586          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
587          */
588         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
589                 hsize <<= 1;
590
591 retry:
592         h->hash_table_mask = hsize - 1;
593         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
594         if (h->hash_table == NULL) {
595                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
596                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
597                 hsize >>= 1;
598                 goto retry;
599         }
600
601         dbuf_kmem_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
602             sizeof (dmu_buf_impl_t),
603             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
604
605         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
606                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
607
608         /*
609          * Setup the parameters for the dbuf cache. We cap the size of the
610          * dbuf cache to 1/32nd (default) of the size of the ARC.
611          */
612         dbuf_cache_max_bytes = MIN(dbuf_cache_max_bytes,
613             arc_max_bytes() >> dbuf_cache_max_shift);
614
615         /*
616          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
617          * configuration is not required.
618          */
619         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
620
621         dbuf_cache = multilist_create(sizeof (dmu_buf_impl_t),
622             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_cache_link),
623             dbuf_cache_multilist_index_func);
624         refcount_create(&dbuf_cache_size);
625
626         tsd_create(&zfs_dbuf_evict_key, NULL);
627         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
628         mutex_init(&dbuf_evict_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
629         cv_init(&dbuf_evict_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
630         dbuf_cache_evict_thread = thread_create(NULL, 0, dbuf_evict_thread,
631             NULL, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
632 }
633
634 void
635 dbuf_fini(void)
636 {
637         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
638         int i;
639
640         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
641                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
642         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
643         kmem_cache_destroy(dbuf_kmem_cache);
644         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
645
646         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
647         dbuf_evict_thread_exit = B_TRUE;
648         while (dbuf_evict_thread_exit) {
649                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
650                 cv_wait(&dbuf_evict_cv, &dbuf_evict_lock);
651         }
652         mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
653         tsd_destroy(&zfs_dbuf_evict_key);
654
655         mutex_destroy(&dbuf_evict_lock);
656         cv_destroy(&dbuf_evict_cv);
657
658         refcount_destroy(&dbuf_cache_size);
659         multilist_destroy(dbuf_cache);
660 }
661
662 /*
663  * Other stuff.
664  */
665
666 #ifdef ZFS_DEBUG
667 static void
668 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
669 {
670         dnode_t *dn;
671         dbuf_dirty_record_t *dr;
672
673         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
674
675         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
676                 return;
677
678         ASSERT(db->db_objset != NULL);
679         DB_DNODE_ENTER(db);
680         dn = DB_DNODE(db);
681         if (dn == NULL) {
682                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
683                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
684         } else {
685                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
686                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
687                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
688                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
689                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
690                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
691         }
692         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
693                 ASSERT(dn != NULL);
694                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
695                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
696         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
697                 ASSERT(dn != NULL);
698                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
699                 ASSERT0(db->db.db_offset);
700         } else {
701                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
702         }
703
704         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
705                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
706
707         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
708                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
709
710         /*
711          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
712          * can be momentarily different when another thread is doing
713          * dnode_set_blksz().
714          */
715         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
716                 dr = db->db_data_pending;
717                 /*
718                  * It should only be modified in syncing context, so
719                  * make sure we only have one copy of the data.
720                  */
721                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
722         }
723
724         /* verify db->db_blkptr */
725         if (db->db_blkptr) {
726                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
727                         /* db is pointed to by the dnode */
728                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
729                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
730                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
731                         else
732                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
733                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
734                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
735                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
736                 } else {
737                         /* db is pointed to by an indirect block */
738                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
739                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
740                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
741                             db->db.db_object);
742                         /*
743                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
744                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
745                          * grows.  safe to do this now?
746                          */
747                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
748                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
749                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
750                                     db->db_blkid % epb));
751                         }
752                 }
753         }
754         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
755             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
756             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
757             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
758                 /*
759                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
760                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
761                  * data when we evict this buffer.
762                  *
763                  * There is an exception to this rule for indirect blocks; in
764                  * this case, if the indirect block is a hole, we fill in a few
765                  * fields on each of the child blocks (importantly, birth time)
766                  * to prevent hole birth times from being lost when you
767                  * partially fill in a hole.
768                  */
769                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
770                         if (db->db_level == 0) {
771                                 uint64_t *buf = db->db.db_data;
772                                 int i;
773
774                                 for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
775                                         ASSERT(buf[i] == 0);
776                                 }
777                         } else {
778                                 blkptr_t *bps = db->db.db_data;
779                                 ASSERT3U(1 << DB_DNODE(db)->dn_indblkshift, ==,
780                                     db->db.db_size);
781                                 /*
782                                  * We want to verify that all the blkptrs in the
783                                  * indirect block are holes, but we may have
784                                  * automatically set up a few fields for them.
785                                  * We iterate through each blkptr and verify
786                                  * they only have those fields set.
787                                  */
788                                 for (int i = 0;
789                                     i < db->db.db_size / sizeof (blkptr_t);
790                                     i++) {
791                                         blkptr_t *bp = &bps[i];
792                                         ASSERT(ZIO_CHECKSUM_IS_ZERO(
793                                             &bp->blk_cksum));
794                                         ASSERT(
795                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[0]) &&
796                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[1]) &&
797                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[2]));
798                                         ASSERT0(bp->blk_fill);
799                                         ASSERT0(bp->blk_pad[0]);
800                                         ASSERT0(bp->blk_pad[1]);
801                                         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
802                                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
803                                         ASSERT0(bp->blk_phys_birth);
804                                 }
805                         }
806                 }
807         }
808         DB_DNODE_EXIT(db);
809 }
810 #endif
811
812 static void
813 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
814 {
815         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
816         dbuf_evict_user(db);
817         ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
818         db->db.db_data = NULL;
819         if (db->db_state != DB_NOFILL)
820                 db->db_state = DB_UNCACHED;
821 }
822
823 static void
824 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
825 {
826         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
827         ASSERT(buf != NULL);
828
829         db->db_buf = buf;
830         ASSERT(buf->b_data != NULL);
831         db->db.db_data = buf->b_data;
832 }
833
834 /*
835  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
836  */
837 arc_buf_t *
838 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
839 {
840         arc_buf_t *abuf;
841
842         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
843         mutex_enter(&db->db_mtx);
844         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
845                 int blksz = db->db.db_size;
846                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
847
848                 mutex_exit(&db->db_mtx);
849                 abuf = arc_loan_buf(spa, B_FALSE, blksz);
850                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
851         } else {
852                 abuf = db->db_buf;
853                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
854                 db->db_buf = NULL;
855                 dbuf_clear_data(db);
856                 mutex_exit(&db->db_mtx);
857         }
858         return (abuf);
859 }
860
861 /*
862  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
863  * provided.
864  */
865 uint64_t
866 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
867 {
868         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
869                 /*
870                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
871                  * the number of level 0s in a level n block.
872                  *
873                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
874                  * offset / 2^datablkshift.
875                  *
876                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
877                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
878                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
879                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
880                  *
881                  * Thus, the level n blkid is: offset /
882                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
883                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
884                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
885                  * = offset >> (datablkshift + level *
886                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
887                  */
888                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
889                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
890         } else {
891                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
892                 return (0);
893         }
894 }
895
896 static void
897 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
898 {
899         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
900
901         mutex_enter(&db->db_mtx);
902         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
903         /*
904          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
905          */
906         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
907         ASSERT(db->db_buf == NULL);
908         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
909         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
910                 /* we were freed in flight; disregard any error */
911                 arc_release(buf, db);
912                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
913                 arc_buf_freeze(buf);
914                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
915                 dbuf_set_data(db, buf);
916                 db->db_state = DB_CACHED;
917         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
918                 dbuf_set_data(db, buf);
919                 db->db_state = DB_CACHED;
920         } else {
921                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
922                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
923                 arc_buf_destroy(buf, db);
924                 db->db_state = DB_UNCACHED;
925         }
926         cv_broadcast(&db->db_changed);
927         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
928 }
929
930 static void
931 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
932 {
933         dnode_t *dn;
934         zbookmark_phys_t zb;
935         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
936
937         DB_DNODE_ENTER(db);
938         dn = DB_DNODE(db);
939         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
940         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
941         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
942         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
943         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
944         ASSERT(db->db_buf == NULL);
945
946         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
947                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
948
949                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
950                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
951                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
952                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
953                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
954                 if (bonuslen)
955                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
956                 DB_DNODE_EXIT(db);
957                 db->db_state = DB_CACHED;
958                 mutex_exit(&db->db_mtx);
959                 return;
960         }
961
962         /*
963          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
964          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
965          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
966          */
967         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
968             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
969             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
970                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
971
972                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(db->db_objset->os_spa, db, type,
973                     db->db.db_size));
974                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
975
976                 if (db->db_blkptr != NULL && db->db_level > 0 &&
977                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
978                     db->db_blkptr->blk_birth != 0) {
979                         blkptr_t *bps = db->db.db_data;
980                         for (int i = 0; i < ((1 <<
981                             DB_DNODE(db)->dn_indblkshift) / sizeof (blkptr_t));
982                             i++) {
983                                 blkptr_t *bp = &bps[i];
984                                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
985                                     1 << dn->dn_indblkshift);
986                                 BP_SET_LSIZE(bp,
987                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) == 1 ?
988                                     dn->dn_datablksz :
989                                     BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr));
990                                 BP_SET_TYPE(bp, BP_GET_TYPE(db->db_blkptr));
991                                 BP_SET_LEVEL(bp,
992                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) - 1);
993                                 BP_SET_BIRTH(bp, db->db_blkptr->blk_birth, 0);
994                         }
995                 }
996                 DB_DNODE_EXIT(db);
997                 db->db_state = DB_CACHED;
998                 mutex_exit(&db->db_mtx);
999                 return;
1000         }
1001
1002         DB_DNODE_EXIT(db);
1003
1004         db->db_state = DB_READ;
1005         mutex_exit(&db->db_mtx);
1006
1007         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
1008                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
1009
1010         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
1011             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1012             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1013
1014         dbuf_add_ref(db, NULL);
1015
1016         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
1017             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
1018             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
1019             &aflags, &zb);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of buffers that
1024  * have been modified in a previous transaction group before we access them in
1025  * the current active group.
1026  *
1027  * This function is used in three places: when we are dirtying a buffer for the
1028  * first time in a txg, when we are freeing a range in a dnode that includes
1029  * this buffer, and when we are accessing a buffer which was received compressed
1030  * and later referenced in a WRITE_BYREF record.
1031  *
1032  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do not put a hold on
1033  * the buffer, we just traverse the active dbuf list for the dnode.
1034  */
1035 static void
1036 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
1037 {
1038         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1039
1040         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1041         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1042         ASSERT(db->db_level == 0);
1043         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1044
1045         if (dr == NULL ||
1046             (dr->dt.dl.dr_data !=
1047             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
1048                 return;
1049
1050         /*
1051          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
1052          * and its referencing the dbuf data, either:
1053          *      reset the reference to point to a new copy,
1054          * or (if there a no active holders)
1055          *      just null out the current db_data pointer.
1056          */
1057         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
1058         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1059                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
1060                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
1061                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1062                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1063         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1064                 int size = arc_buf_size(db->db_buf);
1065                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1066                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1067                 enum zio_compress compress_type =
1068                     arc_get_compression(db->db_buf);
1069
1070                 if (compress_type == ZIO_COMPRESS_OFF) {
1071                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_buf(spa, db, type, size);
1072                 } else {
1073                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
1074                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_compressed_buf(spa, db,
1075                             size, arc_buf_lsize(db->db_buf), compress_type);
1076                 }
1077                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
1078         } else {
1079                 db->db_buf = NULL;
1080                 dbuf_clear_data(db);
1081         }
1082 }
1083
1084 int
1085 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
1086 {
1087         int err = 0;
1088         boolean_t prefetch;
1089         dnode_t *dn;
1090
1091         /*
1092          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
1093          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
1094          */
1095         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1096
1097         if (db->db_state == DB_NOFILL)
1098                 return (SET_ERROR(EIO));
1099
1100         DB_DNODE_ENTER(db);
1101         dn = DB_DNODE(db);
1102         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1103                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1104
1105         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1106             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
1107             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
1108
1109         mutex_enter(&db->db_mtx);
1110         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1111                 /*
1112                  * If the arc buf is compressed, we need to decompress it to
1113                  * read the data. This could happen during the "zfs receive" of
1114                  * a stream which is compressed and deduplicated.
1115                  */
1116                 if (db->db_buf != NULL &&
1117                     arc_get_compression(db->db_buf) != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1118                         dbuf_fix_old_data(db,
1119                             spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1120                         err = arc_decompress(db->db_buf);
1121                         dbuf_set_data(db, db->db_buf);
1122                 }
1123                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1124                 if (prefetch)
1125                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1126                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1127                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1128                 DB_DNODE_EXIT(db);
1129         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1130                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1131                 boolean_t need_wait = B_FALSE;
1132
1133                 if (zio == NULL &&
1134                     db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1135                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
1136                         need_wait = B_TRUE;
1137                 }
1138                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
1139
1140                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
1141
1142                 if (prefetch)
1143                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1144
1145                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1146                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1147                 DB_DNODE_EXIT(db);
1148
1149                 if (need_wait)
1150                         err = zio_wait(zio);
1151         } else {
1152                 /*
1153                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
1154                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
1155                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
1156                  * first reader's request will reach the read_done callback
1157                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
1158                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
1159                  */
1160                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1161                 if (prefetch)
1162                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1163                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1164                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1165                 DB_DNODE_EXIT(db);
1166
1167                 /* Skip the wait per the caller's request. */
1168                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1169                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
1170                         while (db->db_state == DB_READ ||
1171                             db->db_state == DB_FILL) {
1172                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
1173                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
1174                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
1175                                     db, zio_t *, zio);
1176                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1177                         }
1178                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
1179                                 err = SET_ERROR(EIO);
1180                 }
1181                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1182         }
1183
1184         return (err);
1185 }
1186
1187 static void
1188 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
1189 {
1190         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1191         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1192         mutex_enter(&db->db_mtx);
1193         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1194                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1195         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1196                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1197                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1198
1199                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
1200                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1201                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(spa, db, type, db->db.db_size));
1202                 db->db_state = DB_FILL;
1203         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
1204                 dbuf_clear_data(db);
1205         } else {
1206                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1207         }
1208         mutex_exit(&db->db_mtx);
1209 }
1210
1211 void
1212 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
1213 {
1214         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1215         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1216         uint64_t txg = dr->dr_txg;
1217
1218         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1219         /*
1220          * This assert is valid because dmu_sync() expects to be called by
1221          * a zilog's get_data while holding a range lock.  This call only
1222          * comes from dbuf_dirty() callers who must also hold a range lock.
1223          */
1224         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
1225         ASSERT(db->db_level == 0);
1226
1227         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1228             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
1229                 return;
1230
1231         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
1232
1233         /* free this block */
1234         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
1235                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
1236
1237         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1238         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
1239
1240         /*
1241          * Release the already-written buffer, so we leave it in
1242          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
1243          * modifying the buffer, so they will immediately do
1244          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
1245          * the buf thawed to save the effort of freezing &
1246          * immediately re-thawing it.
1247          */
1248         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
1253  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
1254  * empty blocks.
1255  */
1256 void
1257 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1258     dmu_tx_t *tx)
1259 {
1260         dmu_buf_impl_t db_search;
1261         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1262         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1263         avl_index_t where;
1264
1265         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid &&
1266             !(start_blkid == DMU_SPILL_BLKID || end_blkid == DMU_SPILL_BLKID))
1267                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
1268         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
1269
1270         db_search.db_level = 0;
1271         db_search.db_blkid = start_blkid;
1272         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1273
1274         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1275         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1276         ASSERT3P(db, ==, NULL);
1277
1278         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1279
1280         for (; db != NULL; db = db_next) {
1281                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
1282                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1283
1284                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
1285                         break;
1286                 }
1287                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1288
1289                 /* found a level 0 buffer in the range */
1290                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1291                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
1292                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
1293                         continue;
1294                 }
1295
1296                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
1297                     db->db_state == DB_NOFILL ||
1298                     db->db_state == DB_EVICTING) {
1299                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1300                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1301                         continue;
1302                 }
1303                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
1304                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
1305                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
1306                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1307                         continue;
1308                 }
1309                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
1310                         ASSERT(db->db_buf);
1311                         dbuf_destroy(db);
1312                         continue;
1313                 }
1314                 /* The dbuf is referenced */
1315
1316                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
1317                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1318
1319                         if (dr->dr_txg == txg) {
1320                                 /*
1321                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
1322                                  * size to reflect that this buffer may
1323                                  * contain new data when we sync.
1324                                  */
1325                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
1326                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
1327                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
1328                                 dbuf_unoverride(dr);
1329                         } else {
1330                                 /*
1331                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1332                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1333                                  * the open context) or reset its contents to
1334                                  * empty.
1335                                  */
1336                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1337                         }
1338                 }
1339                 /* clear the contents if its cached */
1340                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1341                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1342                         arc_release(db->db_buf, db);
1343                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1344                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1345                 }
1346
1347                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1348         }
1349         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1350 }
1351
1352 void
1353 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1354 {
1355         arc_buf_t *buf, *obuf;
1356         int osize = db->db.db_size;
1357         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1358         dnode_t *dn;
1359
1360         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1361
1362         DB_DNODE_ENTER(db);
1363         dn = DB_DNODE(db);
1364
1365         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1366         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1367
1368         /*
1369          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1370          * is OK, because there can be no other references to the db
1371          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1372          * be happening.
1373          */
1374         /*
1375          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1376          * value and returning that up to our callers
1377          */
1378         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1379
1380         /* create the data buffer for the new block */
1381         buf = arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type, size);
1382
1383         /* copy old block data to the new block */
1384         obuf = db->db_buf;
1385         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1386         /* zero the remainder */
1387         if (size > osize)
1388                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1389
1390         mutex_enter(&db->db_mtx);
1391         dbuf_set_data(db, buf);
1392         arc_buf_destroy(obuf, db);
1393         db->db.db_size = size;
1394
1395         if (db->db_level == 0) {
1396                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1397                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1398         }
1399         mutex_exit(&db->db_mtx);
1400
1401         dmu_objset_willuse_space(dn->dn_objset, size - osize, tx);
1402         DB_DNODE_EXIT(db);
1403 }
1404
1405 void
1406 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1407 {
1408         objset_t *os = db->db_objset;
1409
1410         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1411         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1412             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1413         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1414
1415         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1420  * dirtied again.
1421  */
1422 static void
1423 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1424 {
1425         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1426
1427         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1428
1429         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1430                 /*
1431                  * If this buffer has already been written out,
1432                  * we now need to reset its state.
1433                  */
1434                 dbuf_unoverride(dr);
1435                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1436                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1437                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1438                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1439                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1440                 }
1441         }
1442 }
1443
1444 dbuf_dirty_record_t *
1445 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1446 {
1447         dnode_t *dn;
1448         objset_t *os;
1449         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1450         int drop_struct_lock = FALSE;
1451         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1452
1453         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1454         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1455         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1456
1457         DB_DNODE_ENTER(db);
1458         dn = DB_DNODE(db);
1459         /*
1460          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1461          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1462          * were already pre-dirtied in open context.
1463          */
1464 #ifdef DEBUG
1465         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1466                 rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1467                     RW_READER, FTAG);
1468         }
1469         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1470             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1471             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1472             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1473         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1474                 rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1475 #endif
1476         /*
1477          * We make this assert for private objects as well, but after we
1478          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1479          * in syncing context.
1480          */
1481         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1482             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1483             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1484
1485         mutex_enter(&db->db_mtx);
1486         /*
1487          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1488          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1489          * syncing context don't bother holding ahead.
1490          */
1491         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1492             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1493             db->db_state == DB_NOFILL);
1494
1495         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1496         /*
1497          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1498          * initialize the objset.
1499          */
1500         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
1501                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1502                         rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1503                             RW_READER, FTAG);
1504                 }
1505                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1506                         dn->dn_dirtyctx = (dmu_tx_is_syncing(tx) ?
1507                             DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1508                         ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1509                         dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1510                 }
1511                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1512                         rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1513                             FTAG);
1514                 }
1515         }
1516         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1517
1518         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1519                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1520
1521         /*
1522          * If this buffer is already dirty, we're done.
1523          */
1524         drp = &db->db_last_dirty;
1525         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1526             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1527         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1528                 drp = &dr->dr_next;
1529         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1530                 DB_DNODE_EXIT(db);
1531
1532                 dbuf_redirty(dr);
1533                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1534                 return (dr);
1535         }
1536
1537         /*
1538          * Only valid if not already dirty.
1539          */
1540         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1541             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1542             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1543
1544         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1545         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1546             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1547             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1548             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1549             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1550
1551         /*
1552          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1553          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1554          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1555          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1556          * this assertion only if we're not already dirty.
1557          */
1558         os = dn->dn_objset;
1559         VERIFY3U(tx->tx_txg, <=, spa_final_dirty_txg(os->os_spa));
1560 #ifdef DEBUG
1561         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1562                 rrw_enter(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1563         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1564             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1565         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1566                 rrw_exit(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1567 #endif
1568         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1569
1570         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1571
1572         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1573                 dmu_objset_willuse_space(os, db->db.db_size, tx);
1574         }
1575
1576         /*
1577          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1578          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1579          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1580          */
1581         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1582         if (db->db_level == 0) {
1583                 void *data_old = db->db_buf;
1584
1585                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1586                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1587                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1588                                 data_old = db->db.db_data;
1589                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1590                                 /*
1591                                  * Release the data buffer from the cache so
1592                                  * that we can modify it without impacting
1593                                  * possible other users of this cached data
1594                                  * block.  Note that indirect blocks and
1595                                  * private objects are not released until the
1596                                  * syncing state (since they are only modified
1597                                  * then).
1598                                  */
1599                                 arc_release(db->db_buf, db);
1600                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1601                                 data_old = db->db_buf;
1602                         }
1603                         ASSERT(data_old != NULL);
1604                 }
1605                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1606         } else {
1607                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1608                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1609                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1610                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1611         }
1612         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1613                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1614         dr->dr_dbuf = db;
1615         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1616         dr->dr_next = *drp;
1617         *drp = dr;
1618
1619         /*
1620          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1621          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1622          * happened after the free.
1623          */
1624         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1625             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1626                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1627                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1628                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1629                             db->db_blkid, 1);
1630                 }
1631                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1632                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1633         }
1634
1635         /*
1636          * This buffer is now part of this txg
1637          */
1638         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1639         db->db_dirtycnt += 1;
1640         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1641
1642         mutex_exit(&db->db_mtx);
1643
1644         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1645             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1646                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1647                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1648                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1649                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1650                 dnode_setdirty(dn, tx);
1651                 DB_DNODE_EXIT(db);
1652                 return (dr);
1653         }
1654
1655         /*
1656          * The dn_struct_rwlock prevents db_blkptr from changing
1657          * due to a write from syncing context completing
1658          * while we are running, so we want to acquire it before
1659          * looking at db_blkptr.
1660          */
1661         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1662                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1663                 drop_struct_lock = TRUE;
1664         }
1665
1666         /*
1667          * If we are overwriting a dedup BP, then unless it is snapshotted,
1668          * when we get to syncing context we will need to decrement its
1669          * refcount in the DDT.  Prefetch the relevant DDT block so that
1670          * syncing context won't have to wait for the i/o.
1671          */
1672         ddt_prefetch(os->os_spa, db->db_blkptr);
1673
1674         if (db->db_level == 0) {
1675                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1676                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1677         }
1678
1679         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1680                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1681                 dbuf_dirty_record_t *di;
1682                 int parent_held = FALSE;
1683
1684                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1685                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1686
1687                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1688                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1689                         ASSERT(parent != NULL);
1690                         parent_held = TRUE;
1691                 }
1692                 if (drop_struct_lock)
1693                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1694                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1695                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1696                 if (parent_held)
1697                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1698
1699                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1700                 /*
1701                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1702                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1703                  */
1704                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1705                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1706                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1707                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1708                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1709                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1710                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1711                         dr->dr_parent = di;
1712                 }
1713                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1714         } else {
1715                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1716                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1717                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1718                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1719                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1720                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1721                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1722                 if (drop_struct_lock)
1723                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1724         }
1725
1726         dnode_setdirty(dn, tx);
1727         DB_DNODE_EXIT(db);
1728         return (dr);
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1733  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1734  */
1735 static boolean_t
1736 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1737 {
1738         dnode_t *dn;
1739         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1740         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1741
1742         ASSERT(txg != 0);
1743
1744         /*
1745          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1746          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1747          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1748          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1749          */
1750         ASSERT(db->db_objset ==
1751             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1752             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1753         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1754         ASSERT0(db->db_level);
1755         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1756
1757         /*
1758          * If this buffer is not dirty, we're done.
1759          */
1760         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1761                 if (dr->dr_txg <= txg)
1762                         break;
1763         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1764                 return (B_FALSE);
1765         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1766         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1767
1768         DB_DNODE_ENTER(db);
1769         dn = DB_DNODE(db);
1770
1771         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1772
1773         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1774
1775         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1776             dr->dr_accounted, txg);
1777
1778         *drp = dr->dr_next;
1779
1780         /*
1781          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1782          * where this dirty record may be put on a list.
1783          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1784          * every one of those list_insert calls.
1785          */
1786         if (dr->dr_parent) {
1787                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1788                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1789                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1790         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1791             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1792                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1793                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1794                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1795                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1796         }
1797         DB_DNODE_EXIT(db);
1798
1799         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1800                 dbuf_unoverride(dr);
1801
1802                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1803                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1804                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1805                         arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
1806         }
1807
1808         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1809
1810         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1811         db->db_dirtycnt -= 1;
1812
1813         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1814                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(db->db_buf));
1815                 dbuf_destroy(db);
1816                 return (B_TRUE);
1817         }
1818
1819         return (B_FALSE);
1820 }
1821
1822 void
1823 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1824 {
1825         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1826         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1827
1828         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1829         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1830
1831         /*
1832          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1833          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1834          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1835          * cached).
1836          */
1837         mutex_enter(&db->db_mtx);
1838         dbuf_dirty_record_t *dr;
1839         for (dr = db->db_last_dirty;
1840             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1841                 /*
1842                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1843                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1844                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1845                  */
1846                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1847                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1848                         dbuf_redirty(dr);
1849                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1850                         return;
1851                 }
1852         }
1853         mutex_exit(&db->db_mtx);
1854
1855         DB_DNODE_ENTER(db);
1856         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1857                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1858         DB_DNODE_EXIT(db);
1859         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1860         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1861 }
1862
1863 void
1864 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1865 {
1866         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1867
1868         db->db_state = DB_NOFILL;
1869
1870         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1871 }
1872
1873 void
1874 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1875 {
1876         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1877
1878         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1879         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1880         ASSERT(db->db_level == 0);
1881         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1882
1883         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1884             dmu_tx_private_ok(tx));
1885
1886         dbuf_noread(db);
1887         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1888 }
1889
1890 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1891 /* ARGSUSED */
1892 void
1893 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1894 {
1895         mutex_enter(&db->db_mtx);
1896         DBUF_VERIFY(db);
1897
1898         if (db->db_state == DB_FILL) {
1899                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1900                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1901                         /* we were freed while filling */
1902                         /* XXX dbuf_undirty? */
1903                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1904                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1905                 }
1906                 db->db_state = DB_CACHED;
1907                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1908         }
1909         mutex_exit(&db->db_mtx);
1910 }
1911
1912 void
1913 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1914     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1915     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1916     dmu_tx_t *tx)
1917 {
1918         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1919         struct dirty_leaf *dl;
1920         dmu_object_type_t type;
1921
1922         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1923                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1924                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1925         }
1926
1927         DB_DNODE_ENTER(db);
1928         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1929         DB_DNODE_EXIT(db);
1930
1931         ASSERT0(db->db_level);
1932         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1933
1934         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1935
1936         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1937         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1938         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1939             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1940         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1941         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1942         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1943         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1944
1945         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1946         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1951  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1952  */
1953 void
1954 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1955 {
1956         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1957         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1958         ASSERT(db->db_level == 0);
1959         ASSERT3U(dbuf_is_metadata(db), ==, arc_is_metadata(buf));
1960         ASSERT(buf != NULL);
1961         ASSERT(arc_buf_lsize(buf) == db->db.db_size);
1962         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1963
1964         arc_return_buf(buf, db);
1965         ASSERT(arc_released(buf));
1966
1967         mutex_enter(&db->db_mtx);
1968
1969         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1970                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1971
1972         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1973
1974         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1975             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1976                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1977                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1978                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1979                 arc_buf_destroy(buf, db);
1980                 xuio_stat_wbuf_copied();
1981                 return;
1982         }
1983
1984         xuio_stat_wbuf_nocopy();
1985         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1986                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1987
1988                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1989                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1990                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
1991                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
1992                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
1993                                     DR_OVERRIDDEN);
1994                                 arc_release(db->db_buf, db);
1995                         }
1996                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
1997                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
1998                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
1999                         arc_release(db->db_buf, db);
2000                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2001                 }
2002                 db->db_buf = NULL;
2003         }
2004         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2005         dbuf_set_data(db, buf);
2006         db->db_state = DB_FILL;
2007         mutex_exit(&db->db_mtx);
2008         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2009         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
2010 }
2011
2012 void
2013 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
2014 {
2015         dnode_t *dn;
2016         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2017         dmu_buf_impl_t *dndb;
2018
2019         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2020         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2021
2022         if (db->db_buf != NULL) {
2023                 arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2024                 db->db_buf = NULL;
2025         }
2026
2027         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2028                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
2029                 zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
2030                 arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2031                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2032         }
2033
2034         dbuf_clear_data(db);
2035
2036         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2037                 multilist_remove(dbuf_cache, db);
2038                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2039                     db->db.db_size, db);
2040         }
2041
2042         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2043         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2044
2045         db->db_state = DB_EVICTING;
2046         db->db_blkptr = NULL;
2047
2048         /*
2049          * Now that db_state is DB_EVICTING, nobody else can find this via
2050          * the hash table.  We can now drop db_mtx, which allows us to
2051          * acquire the dn_dbufs_mtx.
2052          */
2053         mutex_exit(&db->db_mtx);
2054
2055         DB_DNODE_ENTER(db);
2056         dn = DB_DNODE(db);
2057         dndb = dn->dn_dbuf;
2058         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2059                 boolean_t needlock = !MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx);
2060                 if (needlock)
2061                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2062                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
2063                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2064                 membar_producer();
2065                 DB_DNODE_EXIT(db);
2066                 if (needlock)
2067                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2068                 /*
2069                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
2070                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
2071                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
2072                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
2073                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
2074                  * release any lock.
2075                  */
2076                 dnode_rele(dn, db);
2077                 db->db_dnode_handle = NULL;
2078
2079                 dbuf_hash_remove(db);
2080         } else {
2081                 DB_DNODE_EXIT(db);
2082         }
2083
2084         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2085
2086         db->db_parent = NULL;
2087
2088         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2089         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2090         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2091         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2092         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2093         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
2094
2095         kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2096         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2097
2098         /*
2099          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
2100          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
2101          */
2102         if (parent && parent != dndb)
2103                 dbuf_rele(parent, db);
2104 }
2105
2106 /*
2107  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
2108  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
2109  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
2110  * object.
2111  */
2112 static int
2113 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
2114     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
2115 {
2116         *parentp = NULL;
2117         *bpp = NULL;
2118
2119         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2120
2121         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2122                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2123                 if (dn->dn_have_spill &&
2124                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
2125                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
2126                 else
2127                         *bpp = NULL;
2128                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2129                 *parentp = dn->dn_dbuf;
2130                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2131                 return (0);
2132         }
2133
2134         int nlevels =
2135             (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) ? 1 : dn->dn_phys->dn_nlevels;
2136         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2137
2138         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
2139         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2140         /*
2141          * This assertion shouldn't trip as long as the max indirect block size
2142          * is less than 1M.  The reason for this is that up to that point,
2143          * the number of levels required to address an entire object with blocks
2144          * of size SPA_MINBLOCKSIZE satisfies nlevels * epbs + 1 <= 64.  In
2145          * other words, if N * epbs + 1 > 64, then if (N-1) * epbs + 1 > 55
2146          * (i.e. we can address the entire object), objects will all use at most
2147          * N-1 levels and the assertion won't overflow.  However, once epbs is
2148          * 13, 4 * 13 + 1 = 53, but 5 * 13 + 1 = 66.  Then, 4 levels will not be
2149          * enough to address an entire object, so objects will have 5 levels,
2150          * but then this assertion will overflow.
2151          *
2152          * All this is to say that if we ever increase DN_MAX_INDBLKSHIFT, we
2153          * need to redo this logic to handle overflows.
2154          */
2155         ASSERT(level >= nlevels ||
2156             ((nlevels - level - 1) * epbs) +
2157             highbit64(dn->dn_phys->dn_nblkptr) <= 64);
2158         if (level >= nlevels ||
2159             blkid >= ((uint64_t)dn->dn_phys->dn_nblkptr <<
2160             ((nlevels - level - 1) * epbs)) ||
2161             (fail_sparse &&
2162             blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
2163                 /* the buffer has no parent yet */
2164                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2165         } else if (level < nlevels-1) {
2166                 /* this block is referenced from an indirect block */
2167                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
2168                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
2169                 if (err)
2170                         return (err);
2171                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
2172                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
2173                 if (err) {
2174                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
2175                         *parentp = NULL;
2176                         return (err);
2177                 }
2178                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
2179                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2180                 if (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))
2181                         ASSERT(BP_IS_HOLE(*bpp));
2182                 return (0);
2183         } else {
2184                 /* the block is referenced from the dnode */
2185                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
2186                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
2187                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2188                 if (dn->dn_dbuf) {
2189                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2190                         *parentp = dn->dn_dbuf;
2191                 }
2192                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
2193                 return (0);
2194         }
2195 }
2196
2197 static dmu_buf_impl_t *
2198 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2199     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
2200 {
2201         objset_t *os = dn->dn_objset;
2202         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
2203
2204         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2205         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
2206
2207         db = kmem_cache_alloc(dbuf_kmem_cache, KM_SLEEP);
2208
2209         db->db_objset = os;
2210         db->db.db_object = dn->dn_object;
2211         db->db_level = level;
2212         db->db_blkid = blkid;
2213         db->db_last_dirty = NULL;
2214         db->db_dirtycnt = 0;
2215         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
2216         db->db_parent = parent;
2217         db->db_blkptr = blkptr;
2218
2219         db->db_user = NULL;
2220         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
2221         db->db_freed_in_flight = FALSE;
2222         db->db_pending_evict = FALSE;
2223
2224         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2225                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
2226                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
2227                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
2228                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
2229                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
2230                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2231                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
2232                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2233                 return (db);
2234         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2235                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
2236                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
2237                 db->db.db_offset = 0;
2238         } else {
2239                 int blocksize =
2240                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
2241                 db->db.db_size = blocksize;
2242                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
2243         }
2244
2245         /*
2246          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
2247          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
2248          * This prevents a possible deadlock with someone
2249          * trying to look up this dbuf before its added to the
2250          * dn_dbufs list.
2251          */
2252         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2253         db->db_state = DB_EVICTING;
2254         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
2255                 /* someone else inserted it first */
2256                 kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2257                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2258                 return (odb);
2259         }
2260         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
2261
2262         db->db_state = DB_UNCACHED;
2263         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2264         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2265
2266         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
2267                 dbuf_add_ref(parent, db);
2268
2269         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2270             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
2271         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
2272         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
2273
2274         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
2275
2276         return (db);
2277 }
2278
2279 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2280         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2281         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2282         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2283         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2284         dnode_t *dpa_dnode; /* The dnode associated with the prefetch */
2285         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2286         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2287         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2288 } dbuf_prefetch_arg_t;
2289
2290 /*
2291  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2292  */
2293 static void
2294 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2295 {
2296         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2297                 return;
2298
2299         arc_flags_t aflags =
2300             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2301
2302         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2303         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2304         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2305         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2306             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2307             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2312  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2313  * prefetch if the next block down is our target.
2314  */
2315 static void
2316 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2317 {
2318         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2319
2320         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2321         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2322
2323         /*
2324          * The dpa_dnode is only valid if we are called with a NULL
2325          * zio. This indicates that the arc_read() returned without
2326          * first calling zio_read() to issue a physical read. Once
2327          * a physical read is made the dpa_dnode must be invalidated
2328          * as the locks guarding it may have been dropped. If the
2329          * dpa_dnode is still valid, then we want to add it to the dbuf
2330          * cache. To do so, we must hold the dbuf associated with the block
2331          * we just prefetched, read its contents so that we associate it
2332          * with an arc_buf_t, and then release it.
2333          */
2334         if (zio != NULL) {
2335                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2336                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW) {
2337                         ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2338                 } else {
2339                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2340                 }
2341                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2342
2343                 dpa->dpa_dnode = NULL;
2344         } else if (dpa->dpa_dnode != NULL) {
2345                 uint64_t curblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2346                     (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel -
2347                     dpa->dpa_zb.zb_level));
2348                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dpa->dpa_dnode,
2349                     dpa->dpa_curlevel, curblkid, FTAG);
2350                 (void) dbuf_read(db, NULL,
2351                     DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_HAVESTRUCT);
2352                 dbuf_rele(db, FTAG);
2353         }
2354
2355         dpa->dpa_curlevel--;
2356
2357         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2358             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2359         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2360             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2361         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2362                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2363         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2364                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2365                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2366                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2367         } else {
2368                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2369                 zbookmark_phys_t zb;
2370
2371                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2372
2373                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2374                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2375
2376                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2377                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2378                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2379                     &iter_aflags, &zb);
2380         }
2381
2382         arc_buf_destroy(abuf, private);
2383 }
2384
2385 /*
2386  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2387  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2388  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2389  * complete.
2390  */
2391 void
2392 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2393     arc_flags_t aflags)
2394 {
2395         blkptr_t bp;
2396         int epbs, nlevels, curlevel;
2397         uint64_t curblkid;
2398
2399         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2400         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2401
2402         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2403                 return;
2404
2405         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2406                 return;
2407
2408         /*
2409          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2410          * prefetch.
2411          */
2412         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2413         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2414                 return;
2415
2416         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2417         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2418                 return;
2419
2420         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2421             level, blkid);
2422         if (db != NULL) {
2423                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2424                 /*
2425                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2426                  * (we assume) about to be read or filled.
2427                  */
2428                 return;
2429         }
2430
2431         /*
2432          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2433          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2434          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2435          */
2436         curlevel = level;
2437         curblkid = blkid;
2438         while (curlevel < nlevels - 1) {
2439                 int parent_level = curlevel + 1;
2440                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2441                 dmu_buf_impl_t *db;
2442
2443                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2444                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2445                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2446                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2447                         dbuf_rele(db, FTAG);
2448                         break;
2449                 }
2450
2451                 curlevel = parent_level;
2452                 curblkid = parent_blkid;
2453         }
2454
2455         if (curlevel == nlevels - 1) {
2456                 /* No cached indirect blocks found. */
2457                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2458                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2459         }
2460         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2461                 return;
2462
2463         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2464
2465         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2466             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2467
2468         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2469         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2470         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2471             dn->dn_object, level, blkid);
2472         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2473         dpa->dpa_prio = prio;
2474         dpa->dpa_aflags = aflags;
2475         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2476         dpa->dpa_dnode = dn;
2477         dpa->dpa_epbs = epbs;
2478         dpa->dpa_zio = pio;
2479
2480         /*
2481          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2482          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2483          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2484          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2485          * doing.
2486          */
2487         if (curlevel == level) {
2488                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2489                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2490                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2491         } else {
2492                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2493                 zbookmark_phys_t zb;
2494
2495                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2496                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2497                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2498                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2499                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2500                     &iter_aflags, &zb);
2501         }
2502         /*
2503          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2504          * dpa may have already been freed.
2505          */
2506         zio_nowait(pio);
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2511  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2512  */
2513 int
2514 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2515     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2516     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2517 {
2518         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2519
2520         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2521         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2522         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2523
2524         *dbp = NULL;
2525 top:
2526         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2527         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2528
2529         if (db == NULL) {
2530                 blkptr_t *bp = NULL;
2531                 int err;
2532
2533                 if (fail_uncached)
2534                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2535
2536                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2537                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2538                 if (fail_sparse) {
2539                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2540                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2541                         if (err) {
2542                                 if (parent)
2543                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2544                                 return (err);
2545                         }
2546                 }
2547                 if (err && err != ENOENT)
2548                         return (err);
2549                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2550         }
2551
2552         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2553                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2554                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2555         }
2556
2557         if (db->db_buf != NULL)
2558                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2559
2560         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2561
2562         /*
2563          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2564          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2565          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2566          */
2567         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2568             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2569             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2570                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2571
2572                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2573                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2574
2575                         dbuf_set_data(db,
2576                             arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type,
2577                             db->db.db_size));
2578                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2579                             db->db.db_size);
2580                 }
2581         }
2582
2583         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2584                 ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2585                 multilist_remove(dbuf_cache, db);
2586                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2587                     db->db.db_size, db);
2588         }
2589         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2590         DBUF_VERIFY(db);
2591         mutex_exit(&db->db_mtx);
2592
2593         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2594         if (parent)
2595                 dbuf_rele(parent, NULL);
2596
2597         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2598         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2599         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2600         *dbp = db;
2601
2602         return (0);
2603 }
2604
2605 dmu_buf_impl_t *
2606 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2607 {
2608         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2609 }
2610
2611 dmu_buf_impl_t *
2612 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2613 {
2614         dmu_buf_impl_t *db;
2615         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2616         return (err ? NULL : db);
2617 }
2618
2619 void
2620 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2621 {
2622         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2623
2624         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2625         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2626 }
2627
2628 int
2629 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2630 {
2631         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2632         dnode_t *dn;
2633
2634         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2635                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2636         if (blksz == 0)
2637                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2638         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2639         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2640
2641         DB_DNODE_ENTER(db);
2642         dn = DB_DNODE(db);
2643         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2644         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2645         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2646         DB_DNODE_EXIT(db);
2647
2648         return (0);
2649 }
2650
2651 void
2652 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2653 {
2654         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2655 }
2656
2657 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2658 void
2659 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2660 {
2661         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2662         ASSERT3S(holds, >, 1);
2663 }
2664
2665 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2666 boolean_t
2667 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2668     void *tag)
2669 {
2670         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2671         dmu_buf_impl_t *found_db;
2672         boolean_t result = B_FALSE;
2673
2674         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2675                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2676         else
2677                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2678
2679         if (found_db != NULL) {
2680                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2681                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2682                         result = B_TRUE;
2683                 }
2684                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2685         }
2686         return (result);
2687 }
2688
2689 /*
2690  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2691  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2692  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2693  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2694  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2695  */
2696 void
2697 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2698 {
2699         mutex_enter(&db->db_mtx);
2700         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2701 }
2702
2703 void
2704 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2705 {
2706         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2707 }
2708
2709 /*
2710  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2711  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2712  */
2713 void
2714 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2715 {
2716         int64_t holds;
2717
2718         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2719         DBUF_VERIFY(db);
2720
2721         /*
2722          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2723          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2724          * buffer has a corresponding dnode hold.
2725          */
2726         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2727         ASSERT(holds >= 0);
2728
2729         /*
2730          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2731          * may be modified in the current syncing context.
2732          */
2733         if (db->db_buf != NULL &&
2734             holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0)) {
2735                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2736         }
2737
2738         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2739             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
2740                 dbuf_evict_user(db);
2741
2742         if (holds == 0) {
2743                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2744                         dnode_t *dn;
2745                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
2746
2747                         /*
2748                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2749                          * barrier until the move completes.
2750                          */
2751                         DB_DNODE_ENTER(db);
2752
2753                         dn = DB_DNODE(db);
2754                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2755
2756                         /*
2757                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2758                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2759                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2760                          * the dnode_rele() below.
2761                          */
2762                         DB_DNODE_EXIT(db);
2763
2764                         /*
2765                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2766                          * Another thread may evict it.
2767                          */
2768                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2769
2770                         if (evict_dbuf)
2771                                 dnode_evict_bonus(dn);
2772
2773                         dnode_rele(dn, db);
2774                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2775                         /*
2776                          * This is a special case: we never associated this
2777                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2778                          */
2779                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2780                             db->db_state == DB_NOFILL);
2781                         dbuf_destroy(db);
2782                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2783                         /*
2784                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2785                          */
2786                         dbuf_destroy(db);
2787                 } else {
2788                         boolean_t do_arc_evict = B_FALSE;
2789                         blkptr_t bp;
2790                         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
2791
2792                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) &&
2793                             db->db_blkptr != NULL &&
2794                             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2795                             !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2796                                 do_arc_evict = B_TRUE;
2797                                 bp = *db->db_blkptr;
2798                         }
2799
2800                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
2801                             db->db_pending_evict) {
2802                                 dbuf_destroy(db);
2803                         } else if (!multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2804                                 multilist_insert(dbuf_cache, db);
2805                                 (void) refcount_add_many(&dbuf_cache_size,
2806                                     db->db.db_size, db);
2807                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2808
2809                                 dbuf_evict_notify();
2810                         }
2811
2812                         if (do_arc_evict)
2813                                 arc_freed(spa, &bp);
2814                 }
2815         } else {
2816                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2817         }
2818
2819 }
2820
2821 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2822 uint64_t
2823 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2824 {
2825         return (refcount_count(&db->db_holds));
2826 }
2827
2828 void *
2829 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2830     dmu_buf_user_t *new_user)
2831 {
2832         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2833
2834         mutex_enter(&db->db_mtx);
2835         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2836         if (db->db_user == old_user)
2837                 db->db_user = new_user;
2838         else
2839                 old_user = db->db_user;
2840         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2841         mutex_exit(&db->db_mtx);
2842
2843         return (old_user);
2844 }
2845
2846 void *
2847 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2848 {
2849         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2850 }
2851
2852 void *
2853 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2854 {
2855         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2856
2857         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
2858         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2859 }
2860
2861 void *
2862 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2863 {
2864         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2865 }
2866
2867 void *
2868 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2869 {
2870         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2871
2872         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2873         return (db->db_user);
2874 }
2875
2876 void
2877 dmu_buf_user_evict_wait()
2878 {
2879         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2880 }
2881
2882 blkptr_t *
2883 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2884 {
2885         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2886         return (dbi->db_blkptr);
2887 }
2888
2889 objset_t *
2890 dmu_buf_get_objset(dmu_buf_t *db)
2891 {
2892         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2893         return (dbi->db_objset);
2894 }
2895
2896 dnode_t *
2897 dmu_buf_dnode_enter(dmu_buf_t *db)
2898 {
2899         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2900         DB_DNODE_ENTER(dbi);
2901         return (DB_DNODE(dbi));
2902 }
2903
2904 void
2905 dmu_buf_dnode_exit(dmu_buf_t *db)
2906 {
2907         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2908         DB_DNODE_EXIT(dbi);
2909 }
2910
2911 static void
2912 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2913 {
2914         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2915         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2916
2917         if (db->db_blkptr != NULL)
2918                 return;
2919
2920         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2921                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2922                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2923                 return;
2924         }
2925         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2926                 /*
2927                  * This buffer was allocated at a time when there was
2928                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2929                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2930                  */
2931                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2932                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2933                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2934                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2935                 DBUF_VERIFY(db);
2936         } else {
2937                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2938                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2939
2940                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2941                 if (parent == NULL) {
2942                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2943                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2944                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2945                             db->db_blkid >> epbs, db);
2946                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2947                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2948                         db->db_parent = parent;
2949                 }
2950                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2951                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2952                 DBUF_VERIFY(db);
2953         }
2954 }
2955
2956 static void
2957 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2958 {
2959         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2960         dnode_t *dn;
2961         zio_t *zio;
2962
2963         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2964
2965         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2966
2967         mutex_enter(&db->db_mtx);
2968
2969         ASSERT(db->db_level > 0);
2970         DBUF_VERIFY(db);
2971
2972         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2973         if (db->db_buf == NULL) {
2974                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2975                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2976                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2977         }
2978         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
2979         ASSERT(db->db_buf != NULL);
2980
2981         DB_DNODE_ENTER(db);
2982         dn = DB_DNODE(db);
2983         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
2984         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2985         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2986         DB_DNODE_EXIT(db);
2987
2988         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
2989         db->db_data_pending = dr;
2990
2991         mutex_exit(&db->db_mtx);
2992         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
2993
2994         zio = dr->dr_zio;
2995         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
2996         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
2997         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
2998         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
2999         zio_nowait(zio);
3000 }
3001
3002 static void
3003 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
3004 {
3005         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
3006         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3007         dnode_t *dn;
3008         objset_t *os;
3009         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3010
3011         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3012
3013         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3014
3015         mutex_enter(&db->db_mtx);
3016         /*
3017          * To be synced, we must be dirtied.  But we
3018          * might have been freed after the dirty.
3019          */
3020         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
3021                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
3022                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
3023         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
3024                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
3025                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
3026         } else {
3027                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
3028         }
3029         DBUF_VERIFY(db);
3030
3031         DB_DNODE_ENTER(db);
3032         dn = DB_DNODE(db);
3033
3034         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3035                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3036                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
3037                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3038         }
3039
3040         /*
3041          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
3042          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
3043          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
3044          * be called).
3045          */
3046         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3047                 dbuf_dirty_record_t **drp;
3048
3049                 ASSERT(*datap != NULL);
3050                 ASSERT0(db->db_level);
3051                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
3052                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
3053                 DB_DNODE_EXIT(db);
3054
3055                 if (*datap != db->db.db_data) {
3056                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
3057                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
3058                 }
3059                 db->db_data_pending = NULL;
3060                 drp = &db->db_last_dirty;
3061                 while (*drp != dr)
3062                         drp = &(*drp)->dr_next;
3063                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3064                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3065                 *drp = dr->dr_next;
3066                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
3067                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3068                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3069                 }
3070                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3071                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3072                 db->db_dirtycnt -= 1;
3073                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
3074                 return;
3075         }
3076
3077         os = dn->dn_objset;
3078
3079         /*
3080          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
3081          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
3082          * don't check the dr_override_state until we have returned from
3083          * dbuf_check_blkptr.
3084          */
3085         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3086
3087         /*
3088          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
3089          * wait for the synchronous IO to complete.
3090          */
3091         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
3092                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
3093                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
3094                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
3095         }
3096
3097         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
3098             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
3099             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
3100             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
3101             *datap == db->db_buf) {
3102                 /*
3103                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
3104                  * are active holds and db_data still references it),
3105                  * then make a copy before we start the write so that
3106                  * any modifications from the open txg will not leak
3107                  * into this write.
3108                  *
3109                  * NOTE: this copy does not need to be made for
3110                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
3111                  * DNONE_DNODE blocks).
3112                  */
3113                 int psize = arc_buf_size(*datap);
3114                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
3115                 enum zio_compress compress_type = arc_get_compression(*datap);
3116
3117                 if (compress_type == ZIO_COMPRESS_OFF) {
3118                         *datap = arc_alloc_buf(os->os_spa, db, type, psize);
3119                 } else {
3120                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
3121                         int lsize = arc_buf_lsize(*datap);
3122                         *datap = arc_alloc_compressed_buf(os->os_spa, db,
3123                             psize, lsize, compress_type);
3124                 }
3125                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, psize);
3126         }
3127         db->db_data_pending = dr;
3128
3129         mutex_exit(&db->db_mtx);
3130
3131         dbuf_write(dr, *datap, tx);
3132
3133         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3134         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3135                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
3136                 DB_DNODE_EXIT(db);
3137         } else {
3138                 /*
3139                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
3140                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
3141                  * that the IO could actually be completed before the nowait
3142                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
3143                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
3144                  */
3145                 DB_DNODE_EXIT(db);
3146                 zio_nowait(dr->dr_zio);
3147         }
3148 }
3149
3150 void
3151 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
3152 {
3153         dbuf_dirty_record_t *dr;
3154
3155         while (dr = list_head(list)) {
3156                 if (dr->dr_zio != NULL) {
3157                         /*
3158                          * If we find an already initialized zio then we
3159                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
3160                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
3161                          * during processing, so that we can zio_wait()
3162                          * these IOs after initiating all child IOs.
3163                          */
3164                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
3165                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
3166                         break;
3167                 }
3168                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
3169                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
3170                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
3171                 }
3172                 list_remove(list, dr);
3173                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
3174                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
3175                 else
3176                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
3177         }
3178 }
3179
3180 /* ARGSUSED */
3181 static void
3182 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3183 {
3184         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3185         dnode_t *dn;
3186         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3187         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3188         spa_t *spa = zio->io_spa;
3189         int64_t delta;
3190         uint64_t fill = 0;
3191         int i;
3192
3193         ASSERT3P(db->db_blkptr, !=, NULL);
3194         ASSERT3P(&db->db_data_pending->dr_bp_copy, ==, bp);
3195
3196         DB_DNODE_ENTER(db);
3197         dn = DB_DNODE(db);
3198         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
3199         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
3200         zio->io_prev_space_delta = delta;
3201
3202         if (bp->blk_birth != 0) {
3203                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
3204                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
3205                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
3206                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
3207                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
3208                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
3209         }
3210
3211         mutex_enter(&db->db_mtx);
3212
3213 #ifdef ZFS_DEBUG
3214         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3215                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3216                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(bp)) &&
3217                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3218         }
3219 #endif
3220
3221         if (db->db_level == 0) {
3222                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3223                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
3224                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3225                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
3226                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3227
3228                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3229                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
3230                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
3231                             i--, dnp++) {
3232                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
3233                                         fill++;
3234                         }
3235                 } else {
3236                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
3237                                 fill = 0;
3238                         } else {
3239                                 fill = 1;
3240                         }
3241                 }
3242         } else {
3243                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
3244                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3245                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
3246                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
3247                                 continue;
3248                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
3249                 }
3250         }
3251         DB_DNODE_EXIT(db);
3252
3253         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
3254                 bp->blk_fill = fill;
3255
3256         mutex_exit(&db->db_mtx);
3257
3258         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3259         *db->db_blkptr = *bp;
3260         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3261 }
3262
3263 /* ARGSUSED */
3264 /*
3265  * This function gets called just prior to running through the compression
3266  * stage of the zio pipeline. If we're an indirect block comprised of only
3267  * holes, then we want this indirect to be compressed away to a hole. In
3268  * order to do that we must zero out any information about the holes that
3269  * this indirect points to prior to before we try to compress it.
3270  */
3271 static void
3272 dbuf_write_children_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3273 {
3274         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3275         dnode_t *dn;
3276         blkptr_t *bp;
3277         unsigned int epbs, i;
3278
3279         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
3280         DB_DNODE_ENTER(db);
3281         dn = DB_DNODE(db);
3282         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3283         ASSERT3U(epbs, <, 31);
3284
3285         /* Determine if all our children are holes */
3286         for (i = 0, bp = db->db.db_data; i < 1 << epbs; i++, bp++) {
3287                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
3288                         break;
3289         }
3290
3291         /*
3292          * If all the children are holes, then zero them all out so that
3293          * we may get compressed away.
3294          */
3295         if (i == 1 << epbs) {
3296                 /*
3297                  * We only found holes. Grab the rwlock to prevent
3298                  * anybody from reading the blocks we're about to
3299                  * zero out.
3300                  */
3301                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3302                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
3303                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3304         }
3305         DB_DNODE_EXIT(db);
3306 }
3307
3308 /*
3309  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
3310  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
3311  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
3312  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
3313  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
3314  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
3315  * i/os complete.
3316  */
3317 /* ARGSUSED */
3318 static void
3319 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
3320 {
3321         dmu_buf_impl_t *db = arg;
3322         objset_t *os = db->db_objset;
3323         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
3324         dbuf_dirty_record_t *dr;
3325         int delta = 0;
3326
3327         dr = db->db_data_pending;
3328         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
3329
3330         /*
3331          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
3332          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
3333          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
3334          * dsl_pool_undirty_space().
3335          */
3336         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
3337         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
3338 }
3339
3340 /* ARGSUSED */
3341 static void
3342 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3343 {
3344         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3345         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3346         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3347         objset_t *os = db->db_objset;
3348         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3349         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3350
3351         ASSERT0(zio->io_error);
3352         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3353
3354         /*
3355          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3356          * original and bypass all the accounting.
3357          */
3358         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3359                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3360         } else {
3361                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3362                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3363                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3364         }
3365
3366         mutex_enter(&db->db_mtx);
3367
3368         DBUF_VERIFY(db);
3369
3370         drp = &db->db_last_dirty;
3371         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3372                 drp = &dr->dr_next;
3373         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3374         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3375         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3376         *drp = dr->dr_next;
3377
3378 #ifdef ZFS_DEBUG
3379         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3380                 dnode_t *dn;
3381
3382                 DB_DNODE_ENTER(db);
3383                 dn = DB_DNODE(db);
3384                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3385                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3386                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3387                 DB_DNODE_EXIT(db);
3388         }
3389 #endif
3390
3391         if (db->db_level == 0) {
3392                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3393                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3394                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3395                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3396                                 arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
3397                 }
3398         } else {
3399                 dnode_t *dn;
3400
3401                 DB_DNODE_ENTER(db);
3402                 dn = DB_DNODE(db);
3403                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3404                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3405                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3406                         int epbs =
3407                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3408                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3409                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3410                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3411                             db->db.db_size);
3412                 }
3413                 DB_DNODE_EXIT(db);
3414                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3415                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3416         }
3417         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3418
3419         cv_broadcast(&db->db_changed);
3420         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3421         db->db_dirtycnt -= 1;
3422         db->db_data_pending = NULL;
3423         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3424 }
3425
3426 static void
3427 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3428 {
3429         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3430 }
3431
3432 static void
3433 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3434 {
3435         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3436 }
3437
3438 static void
3439 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3440 {
3441         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3442         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3443
3444         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3445 }
3446
3447 static void
3448 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3449 {
3450         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3451         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3452         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3453
3454         mutex_enter(&db->db_mtx);
3455         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3456                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3457                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3458                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3459         }
3460         mutex_exit(&db->db_mtx);
3461         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3462
3463         if (zio->io_abd != NULL)
3464                 abd_put(zio->io_abd);
3465 }
3466
3467 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3468 static void
3469 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3470 {
3471         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3472         dnode_t *dn;
3473         objset_t *os;
3474         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3475         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3476         zbookmark_phys_t zb;
3477         zio_prop_t zp;
3478         zio_t *zio;
3479         int wp_flag = 0;
3480
3481         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3482
3483         DB_DNODE_ENTER(db);
3484         dn = DB_DNODE(db);
3485         os = dn->dn_objset;
3486
3487         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3488                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3489                         /*
3490                          * Private object buffers are released here rather
3491                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3492                          * in the syncing context and we don't want the
3493                          * overhead of making multiple copies of the data.
3494                          */
3495                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3496                                 arc_buf_thaw(data);
3497                         } else {
3498                                 dbuf_release_bp(db);
3499                         }
3500                 }
3501         }
3502
3503         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3504                 /* Our parent is an indirect block. */
3505                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3506                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3507                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3508                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3509                 /*
3510                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3511                  * our block pointer, so the parent must be released.
3512                  */
3513                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3514                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3515         } else {
3516                 /* Our parent is the dnode itself. */
3517                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3518                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3519                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3520                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3521                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3522                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3523                 zio = dn->dn_zio;
3524         }
3525
3526         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3527         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3528         ASSERT(zio);
3529
3530         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3531             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3532             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3533
3534         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3535                 wp_flag = WP_SPILL;
3536         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3537
3538         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3539         DB_DNODE_EXIT(db);
3540
3541         /*
3542          * We copy the blkptr now (rather than when we instantiate the dirty
3543          * record), because its value can change between open context and
3544          * syncing context. We do not need to hold dn_struct_rwlock to read
3545          * db_blkptr because we are in syncing context.
3546          */
3547         dr->dr_bp_copy = *db->db_blkptr;
3548
3549         if (db->db_level == 0 &&
3550             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3551                 /*
3552                  * The BP for this block has been provided by open context
3553                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3554                  */
3555                 abd_t *contents = (data != NULL) ?
3556                     abd_get_from_buf(data->b_data, arc_buf_size(data)) : NULL;
3557
3558                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg, &dr->dr_bp_copy,
3559                     contents, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
3560                     dbuf_write_override_ready, NULL, NULL,
3561                     dbuf_write_override_done,
3562                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3563                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3564                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3565                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3566                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3567                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3568         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3569                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3570                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3571                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3572                     &dr->dr_bp_copy, NULL, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
3573                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, NULL,
3574                     dbuf_write_nofill_done, db,
3575                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3576                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3577         } else {
3578                 ASSERT(arc_released(data));
3579
3580                 /*
3581                  * For indirect blocks, we want to setup the children
3582                  * ready callback so that we can properly handle an indirect
3583                  * block that only contains holes.
3584                  */
3585                 arc_done_func_t *children_ready_cb = NULL;
3586                 if (db->db_level != 0)
3587                         children_ready_cb = dbuf_write_children_ready;
3588
3589                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3590                     &dr->dr_bp_copy, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3591                     &zp, dbuf_write_ready, children_ready_cb,
3592                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3593                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3594         }
3595 }