]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFC r289297: 6288 dmu_buf_will_dirty could be faster
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / dbuf.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2012, 2015 by Delphix. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. All rights reserved.
27  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
28  */
29
30 #include <sys/zfs_context.h>
31 #include <sys/dmu.h>
32 #include <sys/dmu_send.h>
33 #include <sys/dmu_impl.h>
34 #include <sys/dbuf.h>
35 #include <sys/dmu_objset.h>
36 #include <sys/dsl_dataset.h>
37 #include <sys/dsl_dir.h>
38 #include <sys/dmu_tx.h>
39 #include <sys/spa.h>
40 #include <sys/zio.h>
41 #include <sys/dmu_zfetch.h>
42 #include <sys/sa.h>
43 #include <sys/sa_impl.h>
44 #include <sys/zfeature.h>
45 #include <sys/blkptr.h>
46 #include <sys/range_tree.h>
47
48 /*
49  * Number of times that zfs_free_range() took the slow path while doing
50  * a zfs receive.  A nonzero value indicates a potential performance problem.
51  */
52 uint64_t zfs_free_range_recv_miss;
53
54 static void dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db);
55 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
56 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
57
58 /*
59  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
60  */
61 static kmem_cache_t *dbuf_cache;
62 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
63
64 /* ARGSUSED */
65 static int
66 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
67 {
68         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
69         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
70
71         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
72         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
73         refcount_create(&db->db_holds);
74
75         return (0);
76 }
77
78 /* ARGSUSED */
79 static void
80 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
81 {
82         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
83         mutex_destroy(&db->db_mtx);
84         cv_destroy(&db->db_changed);
85         refcount_destroy(&db->db_holds);
86 }
87
88 /*
89  * dbuf hash table routines
90  */
91 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
92
93 static uint64_t dbuf_hash_count;
94
95 static uint64_t
96 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
97 {
98         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
99         uint64_t crc = -1ULL;
100
101         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
102         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
103         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
104         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
105         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
106         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
107         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
108
109         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
110
111         return (crc);
112 }
113
114 #define DBUF_HASH(os, obj, level, blkid) dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
115
116 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
117         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
118         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
119         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
120         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
121
122 dmu_buf_impl_t *
123 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
124 {
125         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
126         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
127         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
128         dmu_buf_impl_t *db;
129
130         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
131         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
132                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
133                         mutex_enter(&db->db_mtx);
134                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
135                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
136                                 return (db);
137                         }
138                         mutex_exit(&db->db_mtx);
139                 }
140         }
141         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
142         return (NULL);
143 }
144
145 static dmu_buf_impl_t *
146 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
147 {
148         dnode_t *dn;
149         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
150
151         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
152                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
153                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
154                         db = dn->dn_bonus;
155                         mutex_enter(&db->db_mtx);
156                 }
157                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
158                 dnode_rele(dn, FTAG);
159         }
160         return (db);
161 }
162
163 /*
164  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
165  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
166  * will be returned and the new element will not be inserted.
167  * Otherwise returns NULL.
168  */
169 static dmu_buf_impl_t *
170 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
171 {
172         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
173         objset_t *os = db->db_objset;
174         uint64_t obj = db->db.db_object;
175         int level = db->db_level;
176         uint64_t blkid = db->db_blkid;
177         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
178         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
179         dmu_buf_impl_t *dbf;
180
181         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
182         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
183                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
184                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
185                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
186                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
187                                 return (dbf);
188                         }
189                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
190                 }
191         }
192
193         mutex_enter(&db->db_mtx);
194         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
195         h->hash_table[idx] = db;
196         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
197         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
198
199         return (NULL);
200 }
201
202 /*
203  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
204  */
205 static void
206 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
207 {
208         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
209         uint64_t hv = DBUF_HASH(db->db_objset, db->db.db_object,
210             db->db_level, db->db_blkid);
211         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
212         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
213
214         /*
215          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
216          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
217          */
218         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
219         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
220         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
221
222         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
223         dbp = &h->hash_table[idx];
224         while ((dbf = *dbp) != db) {
225                 dbp = &dbf->db_hash_next;
226                 ASSERT(dbf != NULL);
227         }
228         *dbp = db->db_hash_next;
229         db->db_hash_next = NULL;
230         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
231         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
232 }
233
234 static arc_evict_func_t dbuf_do_evict;
235
236 typedef enum {
237         DBVU_EVICTING,
238         DBVU_NOT_EVICTING
239 } dbvu_verify_type_t;
240
241 static void
242 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
243 {
244 #ifdef ZFS_DEBUG
245         int64_t holds;
246
247         if (db->db_user == NULL)
248                 return;
249
250         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
251         ASSERT(db->db_level == 0);
252
253         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
254         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
255         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
256
257         holds = refcount_count(&db->db_holds);
258         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
259                 /*
260                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
261                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
262                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
263                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
264                  * during eviction even though db_mtx is held (see
265                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
266                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
267                  */
268                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
269         } else {
270                 if (db->db_immediate_evict == TRUE)
271                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
272                 else
273                         ASSERT3U(holds, >, 0);
274         }
275 #endif
276 }
277
278 static void
279 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
280 {
281         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
282
283         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
284
285         if (dbu == NULL)
286                 return;
287
288         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
289         db->db_user = NULL;
290
291 #ifdef ZFS_DEBUG
292         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
293                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
294 #endif
295
296         /*
297          * Invoke the callback from a taskq to avoid lock order reversals
298          * and limit stack depth.
299          */
300         taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func, dbu, 0,
301             &dbu->dbu_tqent);
302 }
303
304 boolean_t
305 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
306 {
307         if (db->db_level > 0) {
308                 return (B_TRUE);
309         } else {
310                 boolean_t is_metadata;
311
312                 DB_DNODE_ENTER(db);
313                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
314                 DB_DNODE_EXIT(db);
315
316                 return (is_metadata);
317         }
318 }
319
320 void
321 dbuf_evict(dmu_buf_impl_t *db)
322 {
323         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
324         ASSERT(db->db_buf == NULL);
325         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
326
327         dbuf_clear(db);
328         dbuf_destroy(db);
329 }
330
331 void
332 dbuf_init(void)
333 {
334         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
335         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
336         int i;
337
338         /*
339          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
340          * with an average 4K block size.  The table will take up
341          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
342          */
343         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
344                 hsize <<= 1;
345
346 retry:
347         h->hash_table_mask = hsize - 1;
348         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
349         if (h->hash_table == NULL) {
350                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
351                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
352                 hsize >>= 1;
353                 goto retry;
354         }
355
356         dbuf_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
357             sizeof (dmu_buf_impl_t),
358             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
359
360         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
361                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
362
363         /*
364          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
365          * configuration is not required.
366          */
367         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
368 }
369
370 void
371 dbuf_fini(void)
372 {
373         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
374         int i;
375
376         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
377                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
378         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
379         kmem_cache_destroy(dbuf_cache);
380         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
381 }
382
383 /*
384  * Other stuff.
385  */
386
387 #ifdef ZFS_DEBUG
388 static void
389 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
390 {
391         dnode_t *dn;
392         dbuf_dirty_record_t *dr;
393
394         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
395
396         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
397                 return;
398
399         ASSERT(db->db_objset != NULL);
400         DB_DNODE_ENTER(db);
401         dn = DB_DNODE(db);
402         if (dn == NULL) {
403                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
404                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
405         } else {
406                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
407                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
408                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
409                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
410                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
411                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
412         }
413         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
414                 ASSERT(dn != NULL);
415                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
416                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
417         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
418                 ASSERT(dn != NULL);
419                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
420                 ASSERT0(db->db.db_offset);
421         } else {
422                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
423         }
424
425         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
426                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
427
428         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
429                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
430
431         /*
432          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
433          * can be momentarily different when another thread is doing
434          * dnode_set_blksz().
435          */
436         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
437                 dr = db->db_data_pending;
438                 /*
439                  * It should only be modified in syncing context, so
440                  * make sure we only have one copy of the data.
441                  */
442                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
443         }
444
445         /* verify db->db_blkptr */
446         if (db->db_blkptr) {
447                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
448                         /* db is pointed to by the dnode */
449                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
450                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
451                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
452                         else
453                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
454                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
455                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
456                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
457                 } else {
458                         /* db is pointed to by an indirect block */
459                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
460                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
461                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
462                             db->db.db_object);
463                         /*
464                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
465                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
466                          * grows.  safe to do this now?
467                          */
468                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
469                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
470                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
471                                     db->db_blkid % epb));
472                         }
473                 }
474         }
475         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
476             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
477             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
478             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
479                 /*
480                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
481                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
482                  * data when we evict this buffer.
483                  */
484                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
485                         uint64_t *buf = db->db.db_data;
486                         int i;
487
488                         for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
489                                 ASSERT(buf[i] == 0);
490                         }
491                 }
492         }
493         DB_DNODE_EXIT(db);
494 }
495 #endif
496
497 static void
498 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
499 {
500         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
501         dbuf_evict_user(db);
502         db->db_buf = NULL;
503         db->db.db_data = NULL;
504         if (db->db_state != DB_NOFILL)
505                 db->db_state = DB_UNCACHED;
506 }
507
508 static void
509 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
510 {
511         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
512         ASSERT(buf != NULL);
513
514         db->db_buf = buf;
515         ASSERT(buf->b_data != NULL);
516         db->db.db_data = buf->b_data;
517         if (!arc_released(buf))
518                 arc_set_callback(buf, dbuf_do_evict, db);
519 }
520
521 /*
522  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
523  */
524 arc_buf_t *
525 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
526 {
527         arc_buf_t *abuf;
528
529         mutex_enter(&db->db_mtx);
530         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
531                 int blksz = db->db.db_size;
532                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
533
534                 mutex_exit(&db->db_mtx);
535                 abuf = arc_loan_buf(spa, blksz);
536                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
537         } else {
538                 abuf = db->db_buf;
539                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
540                 dbuf_clear_data(db);
541                 mutex_exit(&db->db_mtx);
542         }
543         return (abuf);
544 }
545
546 /*
547  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
548  * provided.
549  */
550 uint64_t
551 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
552 {
553         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
554                 /*
555                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
556                  * the number of level 0s in a level n block.
557                  *
558                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
559                  * offset / 2^datablkshift.
560                  *
561                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
562                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
563                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
564                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
565                  *
566                  * Thus, the level n blkid is: offset /
567                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
568                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
569                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
570                  * = offset >> (datablkshift + level *
571                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
572                  */
573                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
574                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
575         } else {
576                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
577                 return (0);
578         }
579 }
580
581 static void
582 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
583 {
584         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
585
586         mutex_enter(&db->db_mtx);
587         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
588         /*
589          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
590          */
591         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
592         ASSERT(db->db_buf == NULL);
593         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
594         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
595                 /* we were freed in flight; disregard any error */
596                 arc_release(buf, db);
597                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
598                 arc_buf_freeze(buf);
599                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
600                 dbuf_set_data(db, buf);
601                 db->db_state = DB_CACHED;
602         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
603                 dbuf_set_data(db, buf);
604                 db->db_state = DB_CACHED;
605         } else {
606                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
607                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
608                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
609                 db->db_state = DB_UNCACHED;
610         }
611         cv_broadcast(&db->db_changed);
612         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
613 }
614
615 static void
616 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
617 {
618         dnode_t *dn;
619         zbookmark_phys_t zb;
620         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
621
622         DB_DNODE_ENTER(db);
623         dn = DB_DNODE(db);
624         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
625         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
626         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
627         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
628         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
629         ASSERT(db->db_buf == NULL);
630
631         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
632                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
633
634                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
635                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
636                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
637                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
638                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
639                 if (bonuslen)
640                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
641                 DB_DNODE_EXIT(db);
642                 db->db_state = DB_CACHED;
643                 mutex_exit(&db->db_mtx);
644                 return;
645         }
646
647         /*
648          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
649          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
650          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
651          */
652         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
653             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
654             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
655                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
656
657                 DB_DNODE_EXIT(db);
658                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(db->db_objset->os_spa,
659                     db->db.db_size, db, type));
660                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
661                 db->db_state = DB_CACHED;
662                 mutex_exit(&db->db_mtx);
663                 return;
664         }
665
666         DB_DNODE_EXIT(db);
667
668         db->db_state = DB_READ;
669         mutex_exit(&db->db_mtx);
670
671         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
672                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
673         if (DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db))
674                 aflags |= ARC_FLAG_L2COMPRESS;
675
676         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
677             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
678             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
679
680         dbuf_add_ref(db, NULL);
681
682         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
683             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
684             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
685             &aflags, &zb);
686 }
687
688 int
689 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
690 {
691         int err = 0;
692         boolean_t havepzio = (zio != NULL);
693         boolean_t prefetch;
694         dnode_t *dn;
695
696         /*
697          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
698          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
699          */
700         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
701
702         if (db->db_state == DB_NOFILL)
703                 return (SET_ERROR(EIO));
704
705         DB_DNODE_ENTER(db);
706         dn = DB_DNODE(db);
707         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
708                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
709
710         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
711             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
712             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
713
714         mutex_enter(&db->db_mtx);
715         if (db->db_state == DB_CACHED) {
716                 mutex_exit(&db->db_mtx);
717                 if (prefetch)
718                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1);
719                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
720                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
721                 DB_DNODE_EXIT(db);
722         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
723                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
724
725                 if (zio == NULL)
726                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
727                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
728
729                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
730
731                 if (prefetch)
732                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1);
733
734                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
735                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
736                 DB_DNODE_EXIT(db);
737
738                 if (!havepzio)
739                         err = zio_wait(zio);
740         } else {
741                 /*
742                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
743                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
744                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
745                  * first reader's request will reach the read_done callback
746                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
747                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
748                  */
749                 mutex_exit(&db->db_mtx);
750                 if (prefetch)
751                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1);
752                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
753                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
754                 DB_DNODE_EXIT(db);
755
756                 /* Skip the wait per the caller's request. */
757                 mutex_enter(&db->db_mtx);
758                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
759                         while (db->db_state == DB_READ ||
760                             db->db_state == DB_FILL) {
761                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
762                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
763                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
764                                     db, zio_t *, zio);
765                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
766                         }
767                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
768                                 err = SET_ERROR(EIO);
769                 }
770                 mutex_exit(&db->db_mtx);
771         }
772
773         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
774         return (err);
775 }
776
777 static void
778 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
779 {
780         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
781         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
782         mutex_enter(&db->db_mtx);
783         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
784                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
785         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
786                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
787                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
788
789                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
790                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
791                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(spa, db->db.db_size, db, type));
792                 db->db_state = DB_FILL;
793         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
794                 dbuf_clear_data(db);
795         } else {
796                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
797         }
798         mutex_exit(&db->db_mtx);
799 }
800
801 /*
802  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of
803  * buffers, that have been modified in a previous transaction
804  * group, before we modify them in the current active group.
805  *
806  * This function is used in two places: when we are dirtying a
807  * buffer for the first time in a txg, and when we are freeing
808  * a range in a dnode that includes this buffer.
809  *
810  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do
811  * not put a hold on the buffer, we just traverse the active
812  * dbuf list for the dnode.
813  */
814 static void
815 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
816 {
817         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
818
819         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
820         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
821         ASSERT(db->db_level == 0);
822         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
823
824         if (dr == NULL ||
825             (dr->dt.dl.dr_data !=
826             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
827                 return;
828
829         /*
830          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
831          * and its referencing the dbuf data, either:
832          *      reset the reference to point to a new copy,
833          * or (if there a no active holders)
834          *      just null out the current db_data pointer.
835          */
836         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
837         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
838                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
839                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
840                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
841                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
842         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
843                 int size = db->db.db_size;
844                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
845                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
846
847                 dr->dt.dl.dr_data = arc_buf_alloc(spa, size, db, type);
848                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
849         } else {
850                 dbuf_clear_data(db);
851         }
852 }
853
854 void
855 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
856 {
857         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
858         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
859         uint64_t txg = dr->dr_txg;
860
861         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
862         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
863         ASSERT(db->db_level == 0);
864
865         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
866             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
867                 return;
868
869         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
870
871         /* free this block */
872         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
873                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
874
875         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
876         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
877
878         /*
879          * Release the already-written buffer, so we leave it in
880          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
881          * modifying the buffer, so they will immediately do
882          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
883          * the buf thawed to save the effort of freezing &
884          * immediately re-thawing it.
885          */
886         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
887 }
888
889 /*
890  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
891  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
892  * empty blocks.
893  *
894  * This is a no-op if the dataset is in the middle of an incremental
895  * receive; see comment below for details.
896  */
897 void
898 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
899     dmu_tx_t *tx)
900 {
901         dmu_buf_impl_t db_search;
902         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
903         uint64_t txg = tx->tx_txg;
904         avl_index_t where;
905
906         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid && (end_blkid != DMU_SPILL_BLKID))
907                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
908         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
909
910         db_search.db_level = 0;
911         db_search.db_blkid = start_blkid;
912         db_search.db_state = DB_SEARCH;
913
914         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
915         if (start_blkid >= dn->dn_unlisted_l0_blkid) {
916                 /* There can't be any dbufs in this range; no need to search. */
917 #ifdef DEBUG
918                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
919                 ASSERT3P(db, ==, NULL);
920                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
921                 ASSERT(db == NULL || db->db_level > 0);
922 #endif
923                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
924                 return;
925         } else if (dmu_objset_is_receiving(dn->dn_objset)) {
926                 /*
927                  * If we are receiving, we expect there to be no dbufs in
928                  * the range to be freed, because receive modifies each
929                  * block at most once, and in offset order.  If this is
930                  * not the case, it can lead to performance problems,
931                  * so note that we unexpectedly took the slow path.
932                  */
933                 atomic_inc_64(&zfs_free_range_recv_miss);
934         }
935
936         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
937         ASSERT3P(db, ==, NULL);
938         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
939
940         for (; db != NULL; db = db_next) {
941                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
942                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
943
944                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
945                         break;
946                 }
947                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
948
949                 /* found a level 0 buffer in the range */
950                 mutex_enter(&db->db_mtx);
951                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
952                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
953                         continue;
954                 }
955
956                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
957                     db->db_state == DB_NOFILL ||
958                     db->db_state == DB_EVICTING) {
959                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
960                         mutex_exit(&db->db_mtx);
961                         continue;
962                 }
963                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
964                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
965                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
966                         mutex_exit(&db->db_mtx);
967                         continue;
968                 }
969                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
970                         ASSERT(db->db_buf);
971                         dbuf_clear(db);
972                         continue;
973                 }
974                 /* The dbuf is referenced */
975
976                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
977                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
978
979                         if (dr->dr_txg == txg) {
980                                 /*
981                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
982                                  * size to reflect that this buffer may
983                                  * contain new data when we sync.
984                                  */
985                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
986                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
987                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
988                                 dbuf_unoverride(dr);
989                         } else {
990                                 /*
991                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
992                                  * Either uncache it (if its not referenced in
993                                  * the open context) or reset its contents to
994                                  * empty.
995                                  */
996                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
997                         }
998                 }
999                 /* clear the contents if its cached */
1000                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1001                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1002                         arc_release(db->db_buf, db);
1003                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1004                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1005                 }
1006
1007                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1008         }
1009         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1010 }
1011
1012 static int
1013 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
1014 {
1015         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
1016         uint64_t birth_txg = 0;
1017
1018         /*
1019          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
1020          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
1021          * so we'll ignore db_blkptr.
1022          *
1023          * This logic ensures that only block births for
1024          * filled blocks are considered.
1025          */
1026         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1027         if (db->db_last_dirty && (db->db_blkptr == NULL ||
1028             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1029                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
1030         } else if (db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1031                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
1032         }
1033
1034         /*
1035          * If this block don't exist or is in a snapshot, it can't be freed.
1036          * Don't pass the bp to dsl_dataset_block_freeable() since we
1037          * are holding the db_mtx lock and might deadlock if we are
1038          * prefetching a dedup-ed block.
1039          */
1040         if (birth_txg != 0)
1041                 return (ds == NULL ||
1042                     dsl_dataset_block_freeable(ds, NULL, birth_txg));
1043         else
1044                 return (B_FALSE);
1045 }
1046
1047 void
1048 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1049 {
1050         arc_buf_t *buf, *obuf;
1051         int osize = db->db.db_size;
1052         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1053         dnode_t *dn;
1054
1055         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1056
1057         DB_DNODE_ENTER(db);
1058         dn = DB_DNODE(db);
1059
1060         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1061         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1062
1063         /*
1064          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1065          * is OK, because there can be no other references to the db
1066          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1067          * be happening.
1068          */
1069         /*
1070          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1071          * value and returning that up to our callers
1072          */
1073         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1074
1075         /* create the data buffer for the new block */
1076         buf = arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa, size, db, type);
1077
1078         /* copy old block data to the new block */
1079         obuf = db->db_buf;
1080         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1081         /* zero the remainder */
1082         if (size > osize)
1083                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1084
1085         mutex_enter(&db->db_mtx);
1086         dbuf_set_data(db, buf);
1087         VERIFY(arc_buf_remove_ref(obuf, db));
1088         db->db.db_size = size;
1089
1090         if (db->db_level == 0) {
1091                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1092                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1093         }
1094         mutex_exit(&db->db_mtx);
1095
1096         dnode_willuse_space(dn, size-osize, tx);
1097         DB_DNODE_EXIT(db);
1098 }
1099
1100 void
1101 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1102 {
1103         objset_t *os = db->db_objset;
1104
1105         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1106         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1107             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1108         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1109
1110         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1111 }
1112
1113 /*
1114  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1115  * dirtied again.
1116  */
1117 static void
1118 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1119 {
1120         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1121
1122         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1123
1124         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1125                 /*
1126                  * If this buffer has already been written out,
1127                  * we now need to reset its state.
1128                  */
1129                 dbuf_unoverride(dr);
1130                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1131                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1132                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1133                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1134                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1135                 }
1136         }
1137 }
1138
1139 dbuf_dirty_record_t *
1140 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1141 {
1142         dnode_t *dn;
1143         objset_t *os;
1144         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1145         int drop_struct_lock = FALSE;
1146         boolean_t do_free_accounting = B_FALSE;
1147         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1148
1149         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1150         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1151         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1152
1153         DB_DNODE_ENTER(db);
1154         dn = DB_DNODE(db);
1155         /*
1156          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1157          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1158          * were already pre-dirtied in open context.
1159          */
1160         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1161             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1162             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1163             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1164         /*
1165          * We make this assert for private objects as well, but after we
1166          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1167          * in syncing context.
1168          */
1169         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1170             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1171             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1172
1173         mutex_enter(&db->db_mtx);
1174         /*
1175          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1176          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1177          * syncing context don't bother holding ahead.
1178          */
1179         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1180             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1181             db->db_state == DB_NOFILL);
1182
1183         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1184         /*
1185          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1186          * initialize the objset.
1187          */
1188         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED &&
1189             !BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1190                 dn->dn_dirtyctx =
1191                     (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1192                 ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1193                 dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1194         }
1195         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1196
1197         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1198                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1199
1200         /*
1201          * If this buffer is already dirty, we're done.
1202          */
1203         drp = &db->db_last_dirty;
1204         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1205             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1206         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1207                 drp = &dr->dr_next;
1208         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1209                 DB_DNODE_EXIT(db);
1210
1211                 dbuf_redirty(dr);
1212                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1213                 return (dr);
1214         }
1215
1216         /*
1217          * Only valid if not already dirty.
1218          */
1219         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1220             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1221             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1222
1223         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1224         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1225             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1226             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1227             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1228             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1229
1230         /*
1231          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1232          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1233          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1234          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1235          * this assertion only if we're not already dirty.
1236          */
1237         os = dn->dn_objset;
1238         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1239             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1240         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1241
1242         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1243
1244         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1245                 /*
1246                  * Update the accounting.
1247                  * Note: we delay "free accounting" until after we drop
1248                  * the db_mtx.  This keeps us from grabbing other locks
1249                  * (and possibly deadlocking) in bp_get_dsize() while
1250                  * also holding the db_mtx.
1251                  */
1252                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
1253                 do_free_accounting = dbuf_block_freeable(db);
1254         }
1255
1256         /*
1257          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1258          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1259          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1260          */
1261         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1262         if (db->db_level == 0) {
1263                 void *data_old = db->db_buf;
1264
1265                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1266                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1267                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1268                                 data_old = db->db.db_data;
1269                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1270                                 /*
1271                                  * Release the data buffer from the cache so
1272                                  * that we can modify it without impacting
1273                                  * possible other users of this cached data
1274                                  * block.  Note that indirect blocks and
1275                                  * private objects are not released until the
1276                                  * syncing state (since they are only modified
1277                                  * then).
1278                                  */
1279                                 arc_release(db->db_buf, db);
1280                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1281                                 data_old = db->db_buf;
1282                         }
1283                         ASSERT(data_old != NULL);
1284                 }
1285                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1286         } else {
1287                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1288                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1289                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1290                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1291         }
1292         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1293                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1294         dr->dr_dbuf = db;
1295         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1296         dr->dr_next = *drp;
1297         *drp = dr;
1298
1299         /*
1300          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1301          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1302          * happened after the free.
1303          */
1304         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1305             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1306                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1307                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1308                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1309                             db->db_blkid, 1);
1310                 }
1311                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1312                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1313         }
1314
1315         /*
1316          * This buffer is now part of this txg
1317          */
1318         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1319         db->db_dirtycnt += 1;
1320         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1321
1322         mutex_exit(&db->db_mtx);
1323
1324         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1325             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1326                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1327                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1328                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1329                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1330                 dnode_setdirty(dn, tx);
1331                 DB_DNODE_EXIT(db);
1332                 return (dr);
1333         } else if (do_free_accounting) {
1334                 blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
1335                 int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
1336                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
1337                 /*
1338                  * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
1339                  * in a previous txg, we don't know how much
1340                  * space it will use on disk yet.  We should
1341                  * really have the struct_rwlock to access
1342                  * db_blkptr, but since this is just a guess,
1343                  * it's OK if we get an odd answer.
1344                  */
1345                 ddt_prefetch(os->os_spa, bp);
1346                 dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
1347         }
1348
1349         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1350                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1351                 drop_struct_lock = TRUE;
1352         }
1353
1354         if (db->db_level == 0) {
1355                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1356                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1357         }
1358
1359         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1360                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1361                 dbuf_dirty_record_t *di;
1362                 int parent_held = FALSE;
1363
1364                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1365                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1366
1367                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1368                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1369                         ASSERT(parent != NULL);
1370                         parent_held = TRUE;
1371                 }
1372                 if (drop_struct_lock)
1373                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1374                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1375                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1376                 if (parent_held)
1377                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1378
1379                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1380                 /*
1381                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1382                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1383                  */
1384                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1385                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1386                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1387                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1388                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1389                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1390                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1391                         dr->dr_parent = di;
1392                 }
1393                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1394         } else {
1395                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1396                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1397                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1398                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1399                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1400                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1401                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1402                 if (drop_struct_lock)
1403                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1404         }
1405
1406         dnode_setdirty(dn, tx);
1407         DB_DNODE_EXIT(db);
1408         return (dr);
1409 }
1410
1411 /*
1412  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1413  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1414  */
1415 static boolean_t
1416 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1417 {
1418         dnode_t *dn;
1419         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1420         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1421
1422         ASSERT(txg != 0);
1423
1424         /*
1425          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1426          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1427          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1428          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1429          */
1430         ASSERT(db->db_objset ==
1431             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1432             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1433         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1434         ASSERT0(db->db_level);
1435         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1436
1437         /*
1438          * If this buffer is not dirty, we're done.
1439          */
1440         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1441                 if (dr->dr_txg <= txg)
1442                         break;
1443         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1444                 return (B_FALSE);
1445         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1446         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1447
1448         DB_DNODE_ENTER(db);
1449         dn = DB_DNODE(db);
1450
1451         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1452
1453         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1454
1455         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1456             dr->dr_accounted, txg);
1457
1458         *drp = dr->dr_next;
1459
1460         /*
1461          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1462          * where this dirty record may be put on a list.
1463          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1464          * every one of those list_insert calls.
1465          */
1466         if (dr->dr_parent) {
1467                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1468                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1469                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1470         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1471             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1472                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1473                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1474                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1475                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1476         }
1477         DB_DNODE_EXIT(db);
1478
1479         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1480                 dbuf_unoverride(dr);
1481
1482                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1483                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1484                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1485                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data, db));
1486         }
1487
1488         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1489
1490         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1491         db->db_dirtycnt -= 1;
1492
1493         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1494                 arc_buf_t *buf = db->db_buf;
1495
1496                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(buf));
1497                 dbuf_clear_data(db);
1498                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
1499                 dbuf_evict(db);
1500                 return (B_TRUE);
1501         }
1502
1503         return (B_FALSE);
1504 }
1505
1506 void
1507 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1508 {
1509         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1510         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1511
1512         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1513         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1514
1515         /*
1516          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1517          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1518          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1519          * cached).
1520          */
1521         mutex_enter(&db->db_mtx);
1522         dbuf_dirty_record_t *dr;
1523         for (dr = db->db_last_dirty;
1524             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1525                 /*
1526                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1527                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1528                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1529                  */
1530                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1531                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1532                         dbuf_redirty(dr);
1533                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1534                         return;
1535                 }
1536         }
1537         mutex_exit(&db->db_mtx);
1538
1539         DB_DNODE_ENTER(db);
1540         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1541                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1542         DB_DNODE_EXIT(db);
1543         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1544         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1545 }
1546
1547 void
1548 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1549 {
1550         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1551
1552         db->db_state = DB_NOFILL;
1553
1554         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1555 }
1556
1557 void
1558 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1559 {
1560         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1561
1562         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1563         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1564         ASSERT(db->db_level == 0);
1565         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1566
1567         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1568             dmu_tx_private_ok(tx));
1569
1570         dbuf_noread(db);
1571         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1572 }
1573
1574 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1575 /* ARGSUSED */
1576 void
1577 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1578 {
1579         mutex_enter(&db->db_mtx);
1580         DBUF_VERIFY(db);
1581
1582         if (db->db_state == DB_FILL) {
1583                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1584                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1585                         /* we were freed while filling */
1586                         /* XXX dbuf_undirty? */
1587                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1588                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1589                 }
1590                 db->db_state = DB_CACHED;
1591                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1592         }
1593         mutex_exit(&db->db_mtx);
1594 }
1595
1596 void
1597 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1598     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1599     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1600     dmu_tx_t *tx)
1601 {
1602         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1603         struct dirty_leaf *dl;
1604         dmu_object_type_t type;
1605
1606         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1607                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1608                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1609         }
1610
1611         DB_DNODE_ENTER(db);
1612         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1613         DB_DNODE_EXIT(db);
1614
1615         ASSERT0(db->db_level);
1616         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1617
1618         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1619
1620         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1621         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1622         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1623             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1624         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1625         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1626         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1627         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1628
1629         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1630         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1635  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1636  */
1637 void
1638 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1639 {
1640         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1641         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1642         ASSERT(db->db_level == 0);
1643         ASSERT(DBUF_GET_BUFC_TYPE(db) == ARC_BUFC_DATA);
1644         ASSERT(buf != NULL);
1645         ASSERT(arc_buf_size(buf) == db->db.db_size);
1646         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1647
1648         arc_return_buf(buf, db);
1649         ASSERT(arc_released(buf));
1650
1651         mutex_enter(&db->db_mtx);
1652
1653         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1654                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1655
1656         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1657
1658         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1659             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1660                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1661                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1662                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1663                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
1664                 xuio_stat_wbuf_copied();
1665                 return;
1666         }
1667
1668         xuio_stat_wbuf_nocopy();
1669         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1670                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1671
1672                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1673                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1674                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
1675                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
1676                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
1677                                     DR_OVERRIDDEN);
1678                                 arc_release(db->db_buf, db);
1679                         }
1680                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
1681                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
1682                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
1683                         arc_release(db->db_buf, db);
1684                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
1685                 }
1686                 db->db_buf = NULL;
1687         }
1688         ASSERT(db->db_buf == NULL);
1689         dbuf_set_data(db, buf);
1690         db->db_state = DB_FILL;
1691         mutex_exit(&db->db_mtx);
1692         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1693         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
1694 }
1695
1696 /*
1697  * "Clear" the contents of this dbuf.  This will mark the dbuf
1698  * EVICTING and clear *most* of its references.  Unfortunately,
1699  * when we are not holding the dn_dbufs_mtx, we can't clear the
1700  * entry in the dn_dbufs list.  We have to wait until dbuf_destroy()
1701  * in this case.  For callers from the DMU we will usually see:
1702  *      dbuf_clear()->arc_clear_callback()->dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1703  * For the arc callback, we will usually see:
1704  *      dbuf_do_evict()->dbuf_clear();dbuf_destroy()
1705  * Sometimes, though, we will get a mix of these two:
1706  *      DMU: dbuf_clear()->arc_clear_callback()
1707  *      ARC: dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1708  *
1709  * This routine will dissociate the dbuf from the arc, by calling
1710  * arc_clear_callback(), but will not evict the data from the ARC.
1711  */
1712 void
1713 dbuf_clear(dmu_buf_impl_t *db)
1714 {
1715         dnode_t *dn;
1716         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1717         dmu_buf_impl_t *dndb;
1718         boolean_t dbuf_gone = B_FALSE;
1719
1720         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1721         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1722
1723         dbuf_evict_user(db);
1724
1725         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1726                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1727                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1728                         zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1729                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1730                 }
1731                 db->db.db_data = NULL;
1732                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1733         }
1734
1735         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
1736         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1737
1738         db->db_state = DB_EVICTING;
1739         db->db_blkptr = NULL;
1740
1741         DB_DNODE_ENTER(db);
1742         dn = DB_DNODE(db);
1743         dndb = dn->dn_dbuf;
1744         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx)) {
1745                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1746                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
1747                 membar_producer();
1748                 DB_DNODE_EXIT(db);
1749                 /*
1750                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
1751                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
1752                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
1753                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
1754                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
1755                  * release any lock.
1756                  */
1757                 dnode_rele(dn, db);
1758                 db->db_dnode_handle = NULL;
1759         } else {
1760                 DB_DNODE_EXIT(db);
1761         }
1762
1763         if (db->db_buf)
1764                 dbuf_gone = arc_clear_callback(db->db_buf);
1765
1766         if (!dbuf_gone)
1767                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1768
1769         /*
1770          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
1771          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
1772          */
1773         if (parent && parent != dndb)
1774                 dbuf_rele(parent, db);
1775 }
1776
1777 /*
1778  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
1779  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
1780  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
1781  * object.
1782  */
1783 static int
1784 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
1785     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
1786 {
1787         int nlevels, epbs;
1788
1789         *parentp = NULL;
1790         *bpp = NULL;
1791
1792         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1793
1794         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1795                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1796                 if (dn->dn_have_spill &&
1797                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
1798                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
1799                 else
1800                         *bpp = NULL;
1801                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1802                 *parentp = dn->dn_dbuf;
1803                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1804                 return (0);
1805         }
1806
1807         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0)
1808                 nlevels = 1;
1809         else
1810                 nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1811
1812         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1813
1814         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
1815         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1816         if (level >= nlevels ||
1817             (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
1818                 /* the buffer has no parent yet */
1819                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1820         } else if (level < nlevels-1) {
1821                 /* this block is referenced from an indirect block */
1822                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
1823                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
1824                 if (err)
1825                         return (err);
1826                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
1827                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
1828                 if (err) {
1829                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
1830                         *parentp = NULL;
1831                         return (err);
1832                 }
1833                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
1834                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
1835                 return (0);
1836         } else {
1837                 /* the block is referenced from the dnode */
1838                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
1839                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
1840                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
1841                 if (dn->dn_dbuf) {
1842                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1843                         *parentp = dn->dn_dbuf;
1844                 }
1845                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
1846                 return (0);
1847         }
1848 }
1849
1850 static dmu_buf_impl_t *
1851 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
1852     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
1853 {
1854         objset_t *os = dn->dn_objset;
1855         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
1856
1857         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1858         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
1859
1860         db = kmem_cache_alloc(dbuf_cache, KM_SLEEP);
1861
1862         db->db_objset = os;
1863         db->db.db_object = dn->dn_object;
1864         db->db_level = level;
1865         db->db_blkid = blkid;
1866         db->db_last_dirty = NULL;
1867         db->db_dirtycnt = 0;
1868         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
1869         db->db_parent = parent;
1870         db->db_blkptr = blkptr;
1871
1872         db->db_user = NULL;
1873         db->db_immediate_evict = 0;
1874         db->db_freed_in_flight = 0;
1875
1876         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1877                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
1878                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
1879                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
1880                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
1881                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
1882                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1883                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
1884                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1885                 return (db);
1886         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1887                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
1888                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
1889                 db->db.db_offset = 0;
1890         } else {
1891                 int blocksize =
1892                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
1893                 db->db.db_size = blocksize;
1894                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
1895         }
1896
1897         /*
1898          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
1899          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
1900          * This prevents a possible deadlock with someone
1901          * trying to look up this dbuf before its added to the
1902          * dn_dbufs list.
1903          */
1904         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1905         db->db_state = DB_EVICTING;
1906         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
1907                 /* someone else inserted it first */
1908                 kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
1909                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1910                 return (odb);
1911         }
1912         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
1913         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid >=
1914             dn->dn_unlisted_l0_blkid)
1915                 dn->dn_unlisted_l0_blkid = db->db_blkid + 1;
1916         db->db_state = DB_UNCACHED;
1917         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1918         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1919
1920         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
1921                 dbuf_add_ref(parent, db);
1922
1923         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1924             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
1925         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
1926         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
1927
1928         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
1929
1930         return (db);
1931 }
1932
1933 static int
1934 dbuf_do_evict(void *private)
1935 {
1936         dmu_buf_impl_t *db = private;
1937
1938         if (!MUTEX_HELD(&db->db_mtx))
1939                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1940
1941         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1942
1943         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
1944                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED);
1945                 DBUF_VERIFY(db);
1946                 db->db_buf = NULL;
1947                 dbuf_evict(db);
1948         } else {
1949                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1950                 dbuf_destroy(db);
1951         }
1952         return (0);
1953 }
1954
1955 static void
1956 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
1957 {
1958         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1959
1960         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1961                 /*
1962                  * If this dbuf is still on the dn_dbufs list,
1963                  * remove it from that list.
1964                  */
1965                 if (db->db_dnode_handle != NULL) {
1966                         dnode_t *dn;
1967
1968                         DB_DNODE_ENTER(db);
1969                         dn = DB_DNODE(db);
1970                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1971                         avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1972                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
1973                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1974                         DB_DNODE_EXIT(db);
1975                         /*
1976                          * Decrementing the dbuf count means that the hold
1977                          * corresponding to the removed dbuf is no longer
1978                          * discounted in dnode_move(), so the dnode cannot be
1979                          * moved until after we release the hold.
1980                          */
1981                         dnode_rele(dn, db);
1982                         db->db_dnode_handle = NULL;
1983                 }
1984                 dbuf_hash_remove(db);
1985         }
1986         db->db_parent = NULL;
1987         db->db_buf = NULL;
1988
1989         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1990         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
1991         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
1992         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1993
1994         kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
1995         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1996 }
1997
1998 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
1999         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2000         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2001         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2002         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2003         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2004         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2005         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2006 } dbuf_prefetch_arg_t;
2007
2008 /*
2009  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2010  */
2011 static void
2012 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2013 {
2014         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2015                 return;
2016
2017         arc_flags_t aflags =
2018             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2019
2020         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2021         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2022         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2023         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2024             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2025             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2026 }
2027
2028 /*
2029  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2030  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2031  * prefetch if the next block down is our target.
2032  */
2033 static void
2034 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2035 {
2036         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2037
2038         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2039         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2040         if (zio != NULL) {
2041                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2042                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2043                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2044         }
2045
2046         dpa->dpa_curlevel--;
2047
2048         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2049             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2050         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2051             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2052         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2053                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2054         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2055                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2056                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2057                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2058         } else {
2059                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2060                 zbookmark_phys_t zb;
2061
2062                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2063
2064                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2065                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2066
2067                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2068                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2069                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2070                     &iter_aflags, &zb);
2071         }
2072         (void) arc_buf_remove_ref(abuf, private);
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2077  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2078  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2079  * complete.
2080  */
2081 void
2082 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2083     arc_flags_t aflags)
2084 {
2085         blkptr_t bp;
2086         int epbs, nlevels, curlevel;
2087         uint64_t curblkid;
2088
2089         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2090         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2091
2092         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2093                 return;
2094
2095         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2096                 return;
2097
2098         /*
2099          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2100          * prefetch.
2101          */
2102         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2103         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2104                 return;
2105
2106         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2107         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2108                 return;
2109
2110         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2111             level, blkid);
2112         if (db != NULL) {
2113                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2114                 /*
2115                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2116                  * (we assume) about to be read or filled.
2117                  */
2118                 return;
2119         }
2120
2121         /*
2122          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2123          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2124          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2125          */
2126         curlevel = level;
2127         curblkid = blkid;
2128         while (curlevel < nlevels - 1) {
2129                 int parent_level = curlevel + 1;
2130                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2131                 dmu_buf_impl_t *db;
2132
2133                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2134                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2135                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2136                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2137                         dbuf_rele(db, FTAG);
2138                         break;
2139                 }
2140
2141                 curlevel = parent_level;
2142                 curblkid = parent_blkid;
2143         }
2144
2145         if (curlevel == nlevels - 1) {
2146                 /* No cached indirect blocks found. */
2147                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2148                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2149         }
2150         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2151                 return;
2152
2153         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2154
2155         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2156             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2157
2158         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2159         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2160         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2161             dn->dn_object, level, blkid);
2162         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2163         dpa->dpa_prio = prio;
2164         dpa->dpa_aflags = aflags;
2165         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2166         dpa->dpa_epbs = epbs;
2167         dpa->dpa_zio = pio;
2168
2169         /*
2170          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2171          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2172          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2173          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2174          * doing.
2175          */
2176         if (curlevel == level) {
2177                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2178                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2179                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2180         } else {
2181                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2182                 zbookmark_phys_t zb;
2183
2184                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2185                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2186                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2187                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2188                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2189                     &iter_aflags, &zb);
2190         }
2191         /*
2192          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2193          * dpa may have already been freed.
2194          */
2195         zio_nowait(pio);
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2200  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2201  */
2202 int
2203 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2204     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2205     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2206 {
2207         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2208
2209         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2210         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2211         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2212
2213         *dbp = NULL;
2214 top:
2215         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2216         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2217
2218         if (db == NULL) {
2219                 blkptr_t *bp = NULL;
2220                 int err;
2221
2222                 if (fail_uncached)
2223                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2224
2225                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2226                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2227                 if (fail_sparse) {
2228                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2229                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2230                         if (err) {
2231                                 if (parent)
2232                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2233                                 return (err);
2234                         }
2235                 }
2236                 if (err && err != ENOENT)
2237                         return (err);
2238                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2239         }
2240
2241         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2242                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2243                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2244         }
2245
2246         if (db->db_buf && refcount_is_zero(&db->db_holds)) {
2247                 arc_buf_add_ref(db->db_buf, db);
2248                 if (db->db_buf->b_data == NULL) {
2249                         dbuf_clear(db);
2250                         if (parent) {
2251                                 dbuf_rele(parent, NULL);
2252                                 parent = NULL;
2253                         }
2254                         goto top;
2255                 }
2256                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2257         }
2258
2259         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2260
2261         /*
2262          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2263          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2264          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2265          */
2266         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2267             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2268             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2269                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2270
2271                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2272                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2273
2274                         dbuf_set_data(db,
2275                             arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa,
2276                             db->db.db_size, db, type));
2277                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2278                             db->db.db_size);
2279                 }
2280         }
2281
2282         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2283         DBUF_VERIFY(db);
2284         mutex_exit(&db->db_mtx);
2285
2286         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2287         if (parent)
2288                 dbuf_rele(parent, NULL);
2289
2290         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2291         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2292         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2293         *dbp = db;
2294
2295         return (0);
2296 }
2297
2298 dmu_buf_impl_t *
2299 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2300 {
2301         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2302 }
2303
2304 dmu_buf_impl_t *
2305 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2306 {
2307         dmu_buf_impl_t *db;
2308         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2309         return (err ? NULL : db);
2310 }
2311
2312 void
2313 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2314 {
2315         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2316
2317         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2318         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2319 }
2320
2321 int
2322 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2323 {
2324         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2325         dnode_t *dn;
2326
2327         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2328                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2329         if (blksz == 0)
2330                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2331         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2332         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2333
2334         DB_DNODE_ENTER(db);
2335         dn = DB_DNODE(db);
2336         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2337         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2338         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2339         DB_DNODE_EXIT(db);
2340
2341         return (0);
2342 }
2343
2344 void
2345 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2346 {
2347         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2348 }
2349
2350 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2351 void
2352 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2353 {
2354         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2355         ASSERT(holds > 1);
2356 }
2357
2358 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2359 boolean_t
2360 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2361     void *tag)
2362 {
2363         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2364         dmu_buf_impl_t *found_db;
2365         boolean_t result = B_FALSE;
2366
2367         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2368                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2369         else
2370                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2371
2372         if (found_db != NULL) {
2373                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2374                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2375                         result = B_TRUE;
2376                 }
2377                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2378         }
2379         return (result);
2380 }
2381
2382 /*
2383  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2384  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2385  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2386  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2387  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2388  */
2389 void
2390 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2391 {
2392         mutex_enter(&db->db_mtx);
2393         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2394 }
2395
2396 void
2397 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2398 {
2399         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2400 }
2401
2402 /*
2403  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2404  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2405  */
2406 void
2407 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2408 {
2409         int64_t holds;
2410
2411         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2412         DBUF_VERIFY(db);
2413
2414         /*
2415          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2416          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2417          * buffer has a corresponding dnode hold.
2418          */
2419         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2420         ASSERT(holds >= 0);
2421
2422         /*
2423          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2424          * may be modified in the current syncing context.
2425          */
2426         if (db->db_buf && holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0))
2427                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2428
2429         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2430             db->db_level == 0 && db->db_immediate_evict)
2431                 dbuf_evict_user(db);
2432
2433         if (holds == 0) {
2434                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2435                         dnode_t *dn;
2436
2437                         /*
2438                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2439                          * barrier until the move completes.
2440                          */
2441                         DB_DNODE_ENTER(db);
2442
2443                         dn = DB_DNODE(db);
2444                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2445
2446                         /*
2447                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2448                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2449                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2450                          * the dnode_rele_and_unlock() below.
2451                          */
2452                         DB_DNODE_EXIT(db);
2453
2454                         /*
2455                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2456                          * Another thread may evict it.
2457                          */
2458                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2459
2460                         /*
2461                          * If the dnode has been freed, evict the bonus
2462                          * buffer immediately.  The data in the bonus
2463                          * buffer is no longer relevant and this prevents
2464                          * a stale bonus buffer from being associated
2465                          * with this dnode_t should the dnode_t be reused
2466                          * prior to being destroyed.
2467                          */
2468                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2469                         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE ||
2470                             dn->dn_free_txg != 0) {
2471                                 /*
2472                                  * Drop dn_mtx.  It is a leaf lock and
2473                                  * cannot be held when dnode_evict_bonus()
2474                                  * acquires other locks in order to
2475                                  * perform the eviction.
2476                                  *
2477                                  * Freed dnodes cannot be reused until the
2478                                  * last hold is released.  Since this bonus
2479                                  * buffer has a hold, the dnode will remain
2480                                  * in the free state, even without dn_mtx
2481                                  * held, until the dnode_rele_and_unlock()
2482                                  * below.
2483                                  */
2484                                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2485                                 dnode_evict_bonus(dn);
2486                                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2487                         }
2488                         dnode_rele_and_unlock(dn, db);
2489                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2490                         /*
2491                          * This is a special case: we never associated this
2492                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2493                          */
2494                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2495                             db->db_state == DB_NOFILL);
2496                         dbuf_evict(db);
2497                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2498                         arc_buf_t *buf = db->db_buf;
2499                         /*
2500                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2501                          */
2502                         dbuf_clear_data(db);
2503                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
2504                         dbuf_evict(db);
2505                 } else {
2506                         VERIFY(!arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
2507
2508                         /*
2509                          * A dbuf will be eligible for eviction if either the
2510                          * 'primarycache' property is set or a duplicate
2511                          * copy of this buffer is already cached in the arc.
2512                          *
2513                          * In the case of the 'primarycache' a buffer
2514                          * is considered for eviction if it matches the
2515                          * criteria set in the property.
2516                          *
2517                          * To decide if our buffer is considered a
2518                          * duplicate, we must call into the arc to determine
2519                          * if multiple buffers are referencing the same
2520                          * block on-disk. If so, then we simply evict
2521                          * ourselves.
2522                          */
2523                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db)) {
2524                                 if (db->db_blkptr != NULL &&
2525                                     !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2526                                     !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2527                                         spa_t *spa =
2528                                             dmu_objset_spa(db->db_objset);
2529                                         blkptr_t bp = *db->db_blkptr;
2530                                         dbuf_clear(db);
2531                                         arc_freed(spa, &bp);
2532                                 } else {
2533                                         dbuf_clear(db);
2534                                 }
2535                         } else if (db->db_objset->os_evicting ||
2536                             arc_buf_eviction_needed(db->db_buf)) {
2537                                 dbuf_clear(db);
2538                         } else {
2539                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2540                         }
2541                 }
2542         } else {
2543                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2544         }
2545 }
2546
2547 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2548 uint64_t
2549 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2550 {
2551         return (refcount_count(&db->db_holds));
2552 }
2553
2554 void *
2555 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2556     dmu_buf_user_t *new_user)
2557 {
2558         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2559
2560         mutex_enter(&db->db_mtx);
2561         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2562         if (db->db_user == old_user)
2563                 db->db_user = new_user;
2564         else
2565                 old_user = db->db_user;
2566         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2567         mutex_exit(&db->db_mtx);
2568
2569         return (old_user);
2570 }
2571
2572 void *
2573 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2574 {
2575         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2576 }
2577
2578 void *
2579 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2580 {
2581         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2582
2583         db->db_immediate_evict = TRUE;
2584         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2585 }
2586
2587 void *
2588 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2589 {
2590         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2591 }
2592
2593 void *
2594 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2595 {
2596         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2597
2598         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2599         return (db->db_user);
2600 }
2601
2602 void
2603 dmu_buf_user_evict_wait()
2604 {
2605         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2606 }
2607
2608 boolean_t
2609 dmu_buf_freeable(dmu_buf_t *dbuf)
2610 {
2611         boolean_t res = B_FALSE;
2612         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2613
2614         if (db->db_blkptr)
2615                 res = dsl_dataset_block_freeable(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2616                     db->db_blkptr, db->db_blkptr->blk_birth);
2617
2618         return (res);
2619 }
2620
2621 blkptr_t *
2622 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2623 {
2624         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2625         return (dbi->db_blkptr);
2626 }
2627
2628 static void
2629 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2630 {
2631         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2632         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2633
2634         if (db->db_blkptr != NULL)
2635                 return;
2636
2637         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2638                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2639                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2640                 return;
2641         }
2642         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2643                 /*
2644                  * This buffer was allocated at a time when there was
2645                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2646                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2647                  */
2648                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2649                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2650                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2651                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2652                 DBUF_VERIFY(db);
2653         } else {
2654                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2655                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2656
2657                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2658                 if (parent == NULL) {
2659                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2660                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2661                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2662                             db->db_blkid >> epbs, db);
2663                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2664                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2665                         db->db_parent = parent;
2666                 }
2667                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2668                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2669                 DBUF_VERIFY(db);
2670         }
2671 }
2672
2673 static void
2674 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2675 {
2676         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2677         dnode_t *dn;
2678         zio_t *zio;
2679
2680         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2681
2682         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2683
2684         mutex_enter(&db->db_mtx);
2685
2686         ASSERT(db->db_level > 0);
2687         DBUF_VERIFY(db);
2688
2689         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2690         if (db->db_buf == NULL) {
2691                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2692                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2693                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2694         }
2695         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
2696         ASSERT(db->db_buf != NULL);
2697
2698         DB_DNODE_ENTER(db);
2699         dn = DB_DNODE(db);
2700         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
2701         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2702         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2703         DB_DNODE_EXIT(db);
2704
2705         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
2706         db->db_data_pending = dr;
2707
2708         mutex_exit(&db->db_mtx);
2709         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
2710
2711         zio = dr->dr_zio;
2712         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
2713         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
2714         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
2715         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
2716         zio_nowait(zio);
2717 }
2718
2719 static void
2720 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2721 {
2722         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
2723         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2724         dnode_t *dn;
2725         objset_t *os;
2726         uint64_t txg = tx->tx_txg;
2727
2728         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2729
2730         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2731
2732         mutex_enter(&db->db_mtx);
2733         /*
2734          * To be synced, we must be dirtied.  But we
2735          * might have been freed after the dirty.
2736          */
2737         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
2738                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
2739                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2740         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
2741                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
2742                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
2743         } else {
2744                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2745         }
2746         DBUF_VERIFY(db);
2747
2748         DB_DNODE_ENTER(db);
2749         dn = DB_DNODE(db);
2750
2751         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2752                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2753                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
2754                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2755         }
2756
2757         /*
2758          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
2759          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
2760          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
2761          * be called).
2762          */
2763         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2764                 dbuf_dirty_record_t **drp;
2765
2766                 ASSERT(*datap != NULL);
2767                 ASSERT0(db->db_level);
2768                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
2769                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
2770                 DB_DNODE_EXIT(db);
2771
2772                 if (*datap != db->db.db_data) {
2773                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
2774                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2775                 }
2776                 db->db_data_pending = NULL;
2777                 drp = &db->db_last_dirty;
2778                 while (*drp != dr)
2779                         drp = &(*drp)->dr_next;
2780                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
2781                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
2782                 *drp = dr->dr_next;
2783                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
2784                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
2785                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
2786                 }
2787                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
2788                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2789                 db->db_dirtycnt -= 1;
2790                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
2791                 return;
2792         }
2793
2794         os = dn->dn_objset;
2795
2796         /*
2797          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
2798          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
2799          * don't check the dr_override_state until we have returned from
2800          * dbuf_check_blkptr.
2801          */
2802         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2803
2804         /*
2805          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
2806          * wait for the synchronous IO to complete.
2807          */
2808         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
2809                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
2810                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
2811                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
2812         }
2813
2814         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
2815             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2816             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
2817             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
2818             *datap == db->db_buf) {
2819                 /*
2820                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
2821                  * are active holds and db_data still references it),
2822                  * then make a copy before we start the write so that
2823                  * any modifications from the open txg will not leak
2824                  * into this write.
2825                  *
2826                  * NOTE: this copy does not need to be made for
2827                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
2828                  * DNONE_DNODE blocks).
2829                  */
2830                 int blksz = arc_buf_size(*datap);
2831                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2832                 *datap = arc_buf_alloc(os->os_spa, blksz, db, type);
2833                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, blksz);
2834         }
2835         db->db_data_pending = dr;
2836
2837         mutex_exit(&db->db_mtx);
2838
2839         dbuf_write(dr, *datap, tx);
2840
2841         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2842         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
2843                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
2844                 DB_DNODE_EXIT(db);
2845         } else {
2846                 /*
2847                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
2848                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
2849                  * that the IO could actually be completed before the nowait
2850                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
2851                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
2852                  */
2853                 DB_DNODE_EXIT(db);
2854                 zio_nowait(dr->dr_zio);
2855         }
2856 }
2857
2858 void
2859 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
2860 {
2861         dbuf_dirty_record_t *dr;
2862
2863         while (dr = list_head(list)) {
2864                 if (dr->dr_zio != NULL) {
2865                         /*
2866                          * If we find an already initialized zio then we
2867                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
2868                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
2869                          * during processing, so that we can zio_wait()
2870                          * these IOs after initiating all child IOs.
2871                          */
2872                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
2873                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
2874                         break;
2875                 }
2876                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2877                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
2878                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
2879                 }
2880                 list_remove(list, dr);
2881                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
2882                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
2883                 else
2884                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
2885         }
2886 }
2887
2888 /* ARGSUSED */
2889 static void
2890 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
2891 {
2892         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
2893         dnode_t *dn;
2894         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2895         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2896         spa_t *spa = zio->io_spa;
2897         int64_t delta;
2898         uint64_t fill = 0;
2899         int i;
2900
2901         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==, bp);
2902
2903         DB_DNODE_ENTER(db);
2904         dn = DB_DNODE(db);
2905         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
2906         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
2907         zio->io_prev_space_delta = delta;
2908
2909         if (bp->blk_birth != 0) {
2910                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
2911                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
2912                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
2913                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
2914                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
2915                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
2916         }
2917
2918         mutex_enter(&db->db_mtx);
2919
2920 #ifdef ZFS_DEBUG
2921         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2922                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
2923                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
2924                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
2925         }
2926 #endif
2927
2928         if (db->db_level == 0) {
2929                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2930                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
2931                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2932                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
2933                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2934
2935                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
2936                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
2937                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
2938                             i--, dnp++) {
2939                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
2940                                         fill++;
2941                         }
2942                 } else {
2943                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
2944                                 fill = 0;
2945                         } else {
2946                                 fill = 1;
2947                         }
2948                 }
2949         } else {
2950                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
2951                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2952                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
2953                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
2954                                 continue;
2955                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
2956                 }
2957         }
2958         DB_DNODE_EXIT(db);
2959
2960         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
2961                 bp->blk_fill = fill;
2962
2963         mutex_exit(&db->db_mtx);
2964 }
2965
2966 /*
2967  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
2968  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
2969  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
2970  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
2971  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
2972  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
2973  * i/os complete.
2974  */
2975 /* ARGSUSED */
2976 static void
2977 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
2978 {
2979         dmu_buf_impl_t *db = arg;
2980         objset_t *os = db->db_objset;
2981         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
2982         dbuf_dirty_record_t *dr;
2983         int delta = 0;
2984
2985         dr = db->db_data_pending;
2986         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
2987
2988         /*
2989          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
2990          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
2991          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
2992          * dsl_pool_undirty_space().
2993          */
2994         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
2995         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
2996 }
2997
2998 /* ARGSUSED */
2999 static void
3000 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3001 {
3002         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3003         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3004         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3005         objset_t *os = db->db_objset;
3006         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3007         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3008
3009         ASSERT0(zio->io_error);
3010         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3011
3012         /*
3013          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3014          * original and bypass all the accounting.
3015          */
3016         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3017                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3018         } else {
3019                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3020                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3021                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3022         }
3023
3024         mutex_enter(&db->db_mtx);
3025
3026         DBUF_VERIFY(db);
3027
3028         drp = &db->db_last_dirty;
3029         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3030                 drp = &dr->dr_next;
3031         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3032         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3033         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3034         *drp = dr->dr_next;
3035
3036 #ifdef ZFS_DEBUG
3037         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3038                 dnode_t *dn;
3039
3040                 DB_DNODE_ENTER(db);
3041                 dn = DB_DNODE(db);
3042                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3043                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3044                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3045                 DB_DNODE_EXIT(db);
3046         }
3047 #endif
3048
3049         if (db->db_level == 0) {
3050                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3051                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3052                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3053                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3054                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data,
3055                                     db));
3056                         else if (!arc_released(db->db_buf))
3057                                 arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
3058                 }
3059         } else {
3060                 dnode_t *dn;
3061
3062                 DB_DNODE_ENTER(db);
3063                 dn = DB_DNODE(db);
3064                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3065                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3066                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3067                         int epbs =
3068                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3069                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3070                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3071                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3072                             db->db.db_size);
3073                         if (!arc_released(db->db_buf))
3074                                 arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
3075                 }
3076                 DB_DNODE_EXIT(db);
3077                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3078                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3079         }
3080         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3081
3082         cv_broadcast(&db->db_changed);
3083         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3084         db->db_dirtycnt -= 1;
3085         db->db_data_pending = NULL;
3086         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3087 }
3088
3089 static void
3090 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3091 {
3092         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3093 }
3094
3095 static void
3096 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3097 {
3098         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3099 }
3100
3101 static void
3102 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3103 {
3104         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3105         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3106
3107         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3108 }
3109
3110 static void
3111 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3112 {
3113         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3114         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3115         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3116
3117         mutex_enter(&db->db_mtx);
3118         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3119                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3120                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3121                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3122         }
3123         mutex_exit(&db->db_mtx);
3124
3125         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3126 }
3127
3128 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3129 static void
3130 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3131 {
3132         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3133         dnode_t *dn;
3134         objset_t *os;
3135         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3136         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3137         zbookmark_phys_t zb;
3138         zio_prop_t zp;
3139         zio_t *zio;
3140         int wp_flag = 0;
3141
3142         DB_DNODE_ENTER(db);
3143         dn = DB_DNODE(db);
3144         os = dn->dn_objset;
3145
3146         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3147                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3148                         /*
3149                          * Private object buffers are released here rather
3150                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3151                          * in the syncing context and we don't want the
3152                          * overhead of making multiple copies of the data.
3153                          */
3154                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3155                                 arc_buf_thaw(data);
3156                         } else {
3157                                 dbuf_release_bp(db);
3158                         }
3159                 }
3160         }
3161
3162         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3163                 /* Our parent is an indirect block. */
3164                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3165                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3166                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3167                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3168                 /*
3169                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3170                  * our block pointer, so the parent must be released.
3171                  */
3172                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3173                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3174         } else {
3175                 /* Our parent is the dnode itself. */
3176                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3177                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3178                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3179                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3180                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3181                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3182                 zio = dn->dn_zio;
3183         }
3184
3185         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3186         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3187         ASSERT(zio);
3188
3189         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3190             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3191             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3192
3193         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3194                 wp_flag = WP_SPILL;
3195         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3196
3197         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3198         DB_DNODE_EXIT(db);
3199
3200         if (db->db_level == 0 &&
3201             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3202                 /*
3203                  * The BP for this block has been provided by open context
3204                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3205                  */
3206                 void *contents = (data != NULL) ? data->b_data : NULL;
3207
3208                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3209                     db->db_blkptr, contents, db->db.db_size, &zp,
3210                     dbuf_write_override_ready, NULL, dbuf_write_override_done,
3211                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3212                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3213                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3214                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3215                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3216                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3217         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3218                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3219                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3220                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3221                     db->db_blkptr, NULL, db->db.db_size, &zp,
3222                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, dbuf_write_nofill_done, db,
3223                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3224                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3225         } else {
3226                 ASSERT(arc_released(data));
3227                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3228                     db->db_blkptr, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3229                     DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db), &zp, dbuf_write_ready,
3230                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3231                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3232         }
3233 }