]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFV r299453: 6765 zfs_zaccess_delete() comments do not accurately reflect
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / dbuf.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2012, 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  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
29  */
30
31 #include <sys/zfs_context.h>
32 #include <sys/dmu.h>
33 #include <sys/dmu_send.h>
34 #include <sys/dmu_impl.h>
35 #include <sys/dbuf.h>
36 #include <sys/dmu_objset.h>
37 #include <sys/dsl_dataset.h>
38 #include <sys/dsl_dir.h>
39 #include <sys/dmu_tx.h>
40 #include <sys/spa.h>
41 #include <sys/zio.h>
42 #include <sys/dmu_zfetch.h>
43 #include <sys/sa.h>
44 #include <sys/sa_impl.h>
45 #include <sys/zfeature.h>
46 #include <sys/blkptr.h>
47 #include <sys/range_tree.h>
48
49 /*
50  * Number of times that zfs_free_range() took the slow path while doing
51  * a zfs receive.  A nonzero value indicates a potential performance problem.
52  */
53 uint64_t zfs_free_range_recv_miss;
54
55 static void dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db);
56 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
57 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
58
59 #ifndef __lint
60 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
61     dmu_buf_evict_func_t *evict_func, dmu_buf_t **clear_on_evict_dbufp);
62 #endif /* ! __lint */
63
64 /*
65  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
66  */
67 static kmem_cache_t *dbuf_cache;
68 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
69
70 /* ARGSUSED */
71 static int
72 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
73 {
74         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
75         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
76
77         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
78         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
79         refcount_create(&db->db_holds);
80
81         return (0);
82 }
83
84 /* ARGSUSED */
85 static void
86 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
87 {
88         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
89         mutex_destroy(&db->db_mtx);
90         cv_destroy(&db->db_changed);
91         refcount_destroy(&db->db_holds);
92 }
93
94 /*
95  * dbuf hash table routines
96  */
97 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
98
99 static uint64_t dbuf_hash_count;
100
101 static uint64_t
102 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
103 {
104         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
105         uint64_t crc = -1ULL;
106
107         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
108         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
109         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
110         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
111         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
112         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
113         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
114
115         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
116
117         return (crc);
118 }
119
120 #define DBUF_HASH(os, obj, level, blkid) dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
121
122 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
123         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
124         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
125         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
126         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
127
128 dmu_buf_impl_t *
129 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
130 {
131         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
132         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
133         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
134         dmu_buf_impl_t *db;
135
136         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
137         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
138                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
139                         mutex_enter(&db->db_mtx);
140                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
141                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
142                                 return (db);
143                         }
144                         mutex_exit(&db->db_mtx);
145                 }
146         }
147         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
148         return (NULL);
149 }
150
151 static dmu_buf_impl_t *
152 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
153 {
154         dnode_t *dn;
155         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
156
157         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
158                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
159                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
160                         db = dn->dn_bonus;
161                         mutex_enter(&db->db_mtx);
162                 }
163                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
164                 dnode_rele(dn, FTAG);
165         }
166         return (db);
167 }
168
169 /*
170  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
171  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
172  * will be returned and the new element will not be inserted.
173  * Otherwise returns NULL.
174  */
175 static dmu_buf_impl_t *
176 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
177 {
178         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
179         objset_t *os = db->db_objset;
180         uint64_t obj = db->db.db_object;
181         int level = db->db_level;
182         uint64_t blkid = db->db_blkid;
183         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
184         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
185         dmu_buf_impl_t *dbf;
186
187         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
188         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
189                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
190                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
191                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
192                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
193                                 return (dbf);
194                         }
195                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
196                 }
197         }
198
199         mutex_enter(&db->db_mtx);
200         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
201         h->hash_table[idx] = db;
202         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
203         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
204
205         return (NULL);
206 }
207
208 /*
209  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
210  */
211 static void
212 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
213 {
214         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
215         uint64_t hv = DBUF_HASH(db->db_objset, db->db.db_object,
216             db->db_level, db->db_blkid);
217         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
218         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
219
220         /*
221          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
222          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
223          */
224         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
225         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
226         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
227
228         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
229         dbp = &h->hash_table[idx];
230         while ((dbf = *dbp) != db) {
231                 dbp = &dbf->db_hash_next;
232                 ASSERT(dbf != NULL);
233         }
234         *dbp = db->db_hash_next;
235         db->db_hash_next = NULL;
236         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
237         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
238 }
239
240 static arc_evict_func_t dbuf_do_evict;
241
242 typedef enum {
243         DBVU_EVICTING,
244         DBVU_NOT_EVICTING
245 } dbvu_verify_type_t;
246
247 static void
248 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
249 {
250 #ifdef ZFS_DEBUG
251         int64_t holds;
252
253         if (db->db_user == NULL)
254                 return;
255
256         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
257         ASSERT(db->db_level == 0);
258
259         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
260         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
261         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
262
263         holds = refcount_count(&db->db_holds);
264         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
265                 /*
266                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
267                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
268                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
269                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
270                  * during eviction even though db_mtx is held (see
271                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
272                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
273                  */
274                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
275         } else {
276                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
277                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
278                 else
279                         ASSERT3U(holds, >, 0);
280         }
281 #endif
282 }
283
284 static void
285 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
286 {
287         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
288
289         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
290
291         if (dbu == NULL)
292                 return;
293
294         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
295         db->db_user = NULL;
296
297 #ifdef ZFS_DEBUG
298         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
299                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
300 #endif
301
302         /*
303          * Invoke the callback from a taskq to avoid lock order reversals
304          * and limit stack depth.
305          */
306         taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func, dbu, 0,
307             &dbu->dbu_tqent);
308 }
309
310 boolean_t
311 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
312 {
313         if (db->db_level > 0) {
314                 return (B_TRUE);
315         } else {
316                 boolean_t is_metadata;
317
318                 DB_DNODE_ENTER(db);
319                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
320                 DB_DNODE_EXIT(db);
321
322                 return (is_metadata);
323         }
324 }
325
326 void
327 dbuf_evict(dmu_buf_impl_t *db)
328 {
329         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
330         ASSERT(db->db_buf == NULL);
331         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
332
333         dbuf_clear(db);
334         dbuf_destroy(db);
335 }
336
337 void
338 dbuf_init(void)
339 {
340         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
341         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
342         int i;
343
344         /*
345          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
346          * with an average 4K block size.  The table will take up
347          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
348          */
349         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
350                 hsize <<= 1;
351
352 retry:
353         h->hash_table_mask = hsize - 1;
354         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
355         if (h->hash_table == NULL) {
356                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
357                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
358                 hsize >>= 1;
359                 goto retry;
360         }
361
362         dbuf_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
363             sizeof (dmu_buf_impl_t),
364             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
365
366         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
367                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
368
369         /*
370          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
371          * configuration is not required.
372          */
373         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
374 }
375
376 void
377 dbuf_fini(void)
378 {
379         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
380         int i;
381
382         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
383                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
384         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
385         kmem_cache_destroy(dbuf_cache);
386         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
387 }
388
389 /*
390  * Other stuff.
391  */
392
393 #ifdef ZFS_DEBUG
394 static void
395 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
396 {
397         dnode_t *dn;
398         dbuf_dirty_record_t *dr;
399
400         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
401
402         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
403                 return;
404
405         ASSERT(db->db_objset != NULL);
406         DB_DNODE_ENTER(db);
407         dn = DB_DNODE(db);
408         if (dn == NULL) {
409                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
410                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
411         } else {
412                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
413                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
414                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
415                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
416                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
417                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
418         }
419         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
420                 ASSERT(dn != NULL);
421                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
422                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
423         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
424                 ASSERT(dn != NULL);
425                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
426                 ASSERT0(db->db.db_offset);
427         } else {
428                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
429         }
430
431         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
432                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
433
434         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
435                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
436
437         /*
438          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
439          * can be momentarily different when another thread is doing
440          * dnode_set_blksz().
441          */
442         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
443                 dr = db->db_data_pending;
444                 /*
445                  * It should only be modified in syncing context, so
446                  * make sure we only have one copy of the data.
447                  */
448                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
449         }
450
451         /* verify db->db_blkptr */
452         if (db->db_blkptr) {
453                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
454                         /* db is pointed to by the dnode */
455                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
456                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
457                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
458                         else
459                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
460                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
461                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
462                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
463                 } else {
464                         /* db is pointed to by an indirect block */
465                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
466                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
467                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
468                             db->db.db_object);
469                         /*
470                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
471                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
472                          * grows.  safe to do this now?
473                          */
474                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
475                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
476                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
477                                     db->db_blkid % epb));
478                         }
479                 }
480         }
481         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
482             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
483             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
484             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
485                 /*
486                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
487                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
488                  * data when we evict this buffer.
489                  */
490                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
491                         uint64_t *buf = db->db.db_data;
492                         int i;
493
494                         for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
495                                 ASSERT(buf[i] == 0);
496                         }
497                 }
498         }
499         DB_DNODE_EXIT(db);
500 }
501 #endif
502
503 static void
504 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
505 {
506         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
507         dbuf_evict_user(db);
508         db->db_buf = NULL;
509         db->db.db_data = NULL;
510         if (db->db_state != DB_NOFILL)
511                 db->db_state = DB_UNCACHED;
512 }
513
514 static void
515 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
516 {
517         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
518         ASSERT(buf != NULL);
519
520         db->db_buf = buf;
521         ASSERT(buf->b_data != NULL);
522         db->db.db_data = buf->b_data;
523         if (!arc_released(buf))
524                 arc_set_callback(buf, dbuf_do_evict, db);
525 }
526
527 /*
528  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
529  */
530 arc_buf_t *
531 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
532 {
533         arc_buf_t *abuf;
534
535         mutex_enter(&db->db_mtx);
536         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
537                 int blksz = db->db.db_size;
538                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
539
540                 mutex_exit(&db->db_mtx);
541                 abuf = arc_loan_buf(spa, blksz);
542                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
543         } else {
544                 abuf = db->db_buf;
545                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
546                 dbuf_clear_data(db);
547                 mutex_exit(&db->db_mtx);
548         }
549         return (abuf);
550 }
551
552 /*
553  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
554  * provided.
555  */
556 uint64_t
557 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
558 {
559         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
560                 /*
561                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
562                  * the number of level 0s in a level n block.
563                  *
564                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
565                  * offset / 2^datablkshift.
566                  *
567                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
568                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
569                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
570                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
571                  *
572                  * Thus, the level n blkid is: offset /
573                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
574                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
575                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
576                  * = offset >> (datablkshift + level *
577                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
578                  */
579                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
580                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
581         } else {
582                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
583                 return (0);
584         }
585 }
586
587 static void
588 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
589 {
590         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
591
592         mutex_enter(&db->db_mtx);
593         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
594         /*
595          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
596          */
597         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
598         ASSERT(db->db_buf == NULL);
599         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
600         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
601                 /* we were freed in flight; disregard any error */
602                 arc_release(buf, db);
603                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
604                 arc_buf_freeze(buf);
605                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
606                 dbuf_set_data(db, buf);
607                 db->db_state = DB_CACHED;
608         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
609                 dbuf_set_data(db, buf);
610                 db->db_state = DB_CACHED;
611         } else {
612                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
613                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
614                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
615                 db->db_state = DB_UNCACHED;
616         }
617         cv_broadcast(&db->db_changed);
618         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
619 }
620
621 static void
622 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
623 {
624         dnode_t *dn;
625         zbookmark_phys_t zb;
626         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
627
628         DB_DNODE_ENTER(db);
629         dn = DB_DNODE(db);
630         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
631         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
632         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
633         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
634         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
635         ASSERT(db->db_buf == NULL);
636
637         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
638                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
639
640                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
641                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
642                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
643                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
644                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
645                 if (bonuslen)
646                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
647                 DB_DNODE_EXIT(db);
648                 db->db_state = DB_CACHED;
649                 mutex_exit(&db->db_mtx);
650                 return;
651         }
652
653         /*
654          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
655          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
656          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
657          */
658         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
659             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
660             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
661                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
662
663                 DB_DNODE_EXIT(db);
664                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(db->db_objset->os_spa,
665                     db->db.db_size, db, type));
666                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
667                 db->db_state = DB_CACHED;
668                 mutex_exit(&db->db_mtx);
669                 return;
670         }
671
672         DB_DNODE_EXIT(db);
673
674         db->db_state = DB_READ;
675         mutex_exit(&db->db_mtx);
676
677         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
678                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
679         if (DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db))
680                 aflags |= ARC_FLAG_L2COMPRESS;
681
682         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
683             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
684             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
685
686         dbuf_add_ref(db, NULL);
687
688         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
689             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
690             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
691             &aflags, &zb);
692 }
693
694 int
695 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
696 {
697         int err = 0;
698         boolean_t havepzio = (zio != NULL);
699         boolean_t prefetch;
700         dnode_t *dn;
701
702         /*
703          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
704          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
705          */
706         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
707
708         if (db->db_state == DB_NOFILL)
709                 return (SET_ERROR(EIO));
710
711         DB_DNODE_ENTER(db);
712         dn = DB_DNODE(db);
713         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
714                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
715
716         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
717             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
718             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
719
720         mutex_enter(&db->db_mtx);
721         if (db->db_state == DB_CACHED) {
722                 mutex_exit(&db->db_mtx);
723                 if (prefetch)
724                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
725                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
726                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
727                 DB_DNODE_EXIT(db);
728         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
729                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
730
731                 if (zio == NULL)
732                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
733                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
734
735                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
736
737                 if (prefetch)
738                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
739
740                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
741                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
742                 DB_DNODE_EXIT(db);
743
744                 if (!havepzio)
745                         err = zio_wait(zio);
746         } else {
747                 /*
748                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
749                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
750                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
751                  * first reader's request will reach the read_done callback
752                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
753                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
754                  */
755                 mutex_exit(&db->db_mtx);
756                 if (prefetch)
757                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
758                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
759                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
760                 DB_DNODE_EXIT(db);
761
762                 /* Skip the wait per the caller's request. */
763                 mutex_enter(&db->db_mtx);
764                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
765                         while (db->db_state == DB_READ ||
766                             db->db_state == DB_FILL) {
767                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
768                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
769                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
770                                     db, zio_t *, zio);
771                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
772                         }
773                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
774                                 err = SET_ERROR(EIO);
775                 }
776                 mutex_exit(&db->db_mtx);
777         }
778
779         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
780         return (err);
781 }
782
783 static void
784 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
785 {
786         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
787         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
788         mutex_enter(&db->db_mtx);
789         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
790                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
791         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
792                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
793                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
794
795                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
796                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
797                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(spa, db->db.db_size, db, type));
798                 db->db_state = DB_FILL;
799         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
800                 dbuf_clear_data(db);
801         } else {
802                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
803         }
804         mutex_exit(&db->db_mtx);
805 }
806
807 /*
808  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of
809  * buffers, that have been modified in a previous transaction
810  * group, before we modify them in the current active group.
811  *
812  * This function is used in two places: when we are dirtying a
813  * buffer for the first time in a txg, and when we are freeing
814  * a range in a dnode that includes this buffer.
815  *
816  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do
817  * not put a hold on the buffer, we just traverse the active
818  * dbuf list for the dnode.
819  */
820 static void
821 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
822 {
823         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
824
825         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
826         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
827         ASSERT(db->db_level == 0);
828         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
829
830         if (dr == NULL ||
831             (dr->dt.dl.dr_data !=
832             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
833                 return;
834
835         /*
836          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
837          * and its referencing the dbuf data, either:
838          *      reset the reference to point to a new copy,
839          * or (if there a no active holders)
840          *      just null out the current db_data pointer.
841          */
842         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
843         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
844                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
845                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
846                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
847                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
848         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
849                 int size = db->db.db_size;
850                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
851                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
852
853                 dr->dt.dl.dr_data = arc_buf_alloc(spa, size, db, type);
854                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
855         } else {
856                 dbuf_clear_data(db);
857         }
858 }
859
860 void
861 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
862 {
863         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
864         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
865         uint64_t txg = dr->dr_txg;
866
867         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
868         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
869         ASSERT(db->db_level == 0);
870
871         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
872             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
873                 return;
874
875         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
876
877         /* free this block */
878         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
879                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
880
881         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
882         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
883
884         /*
885          * Release the already-written buffer, so we leave it in
886          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
887          * modifying the buffer, so they will immediately do
888          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
889          * the buf thawed to save the effort of freezing &
890          * immediately re-thawing it.
891          */
892         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
893 }
894
895 /*
896  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
897  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
898  * empty blocks.
899  *
900  * This is a no-op if the dataset is in the middle of an incremental
901  * receive; see comment below for details.
902  */
903 void
904 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
905     dmu_tx_t *tx)
906 {
907         dmu_buf_impl_t db_search;
908         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
909         uint64_t txg = tx->tx_txg;
910         avl_index_t where;
911         boolean_t freespill =
912             (start_blkid == DMU_SPILL_BLKID || end_blkid == DMU_SPILL_BLKID);
913
914         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid && !freespill)
915                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
916         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
917
918         db_search.db_level = 0;
919         db_search.db_blkid = start_blkid;
920         db_search.db_state = DB_SEARCH;
921
922         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
923         if (start_blkid >= dn->dn_unlisted_l0_blkid && !freespill) {
924                 /* There can't be any dbufs in this range; no need to search. */
925 #ifdef DEBUG
926                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
927                 ASSERT3P(db, ==, NULL);
928                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
929                 ASSERT(db == NULL || db->db_level > 0);
930 #endif
931                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
932                 return;
933         } else if (dmu_objset_is_receiving(dn->dn_objset)) {
934                 /*
935                  * If we are receiving, we expect there to be no dbufs in
936                  * the range to be freed, because receive modifies each
937                  * block at most once, and in offset order.  If this is
938                  * not the case, it can lead to performance problems,
939                  * so note that we unexpectedly took the slow path.
940                  */
941                 atomic_inc_64(&zfs_free_range_recv_miss);
942         }
943
944         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
945         ASSERT3P(db, ==, NULL);
946         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
947
948         for (; db != NULL; db = db_next) {
949                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
950                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
951
952                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
953                         break;
954                 }
955                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
956
957                 /* found a level 0 buffer in the range */
958                 mutex_enter(&db->db_mtx);
959                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
960                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
961                         continue;
962                 }
963
964                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
965                     db->db_state == DB_NOFILL ||
966                     db->db_state == DB_EVICTING) {
967                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
968                         mutex_exit(&db->db_mtx);
969                         continue;
970                 }
971                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
972                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
973                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
974                         mutex_exit(&db->db_mtx);
975                         continue;
976                 }
977                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
978                         ASSERT(db->db_buf);
979                         dbuf_clear(db);
980                         continue;
981                 }
982                 /* The dbuf is referenced */
983
984                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
985                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
986
987                         if (dr->dr_txg == txg) {
988                                 /*
989                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
990                                  * size to reflect that this buffer may
991                                  * contain new data when we sync.
992                                  */
993                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
994                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
995                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
996                                 dbuf_unoverride(dr);
997                         } else {
998                                 /*
999                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1000                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1001                                  * the open context) or reset its contents to
1002                                  * empty.
1003                                  */
1004                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1005                         }
1006                 }
1007                 /* clear the contents if its cached */
1008                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1009                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1010                         arc_release(db->db_buf, db);
1011                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1012                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1013                 }
1014
1015                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1016         }
1017         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1018 }
1019
1020 static int
1021 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
1022 {
1023         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
1024         uint64_t birth_txg = 0;
1025
1026         /*
1027          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
1028          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
1029          * so we'll ignore db_blkptr.
1030          *
1031          * This logic ensures that only block births for
1032          * filled blocks are considered.
1033          */
1034         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1035         if (db->db_last_dirty && (db->db_blkptr == NULL ||
1036             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1037                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
1038         } else if (db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1039                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
1040         }
1041
1042         /*
1043          * If this block don't exist or is in a snapshot, it can't be freed.
1044          * Don't pass the bp to dsl_dataset_block_freeable() since we
1045          * are holding the db_mtx lock and might deadlock if we are
1046          * prefetching a dedup-ed block.
1047          */
1048         if (birth_txg != 0)
1049                 return (ds == NULL ||
1050                     dsl_dataset_block_freeable(ds, NULL, birth_txg));
1051         else
1052                 return (B_FALSE);
1053 }
1054
1055 void
1056 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1057 {
1058         arc_buf_t *buf, *obuf;
1059         int osize = db->db.db_size;
1060         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1061         dnode_t *dn;
1062
1063         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1064
1065         DB_DNODE_ENTER(db);
1066         dn = DB_DNODE(db);
1067
1068         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1069         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1070
1071         /*
1072          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1073          * is OK, because there can be no other references to the db
1074          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1075          * be happening.
1076          */
1077         /*
1078          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1079          * value and returning that up to our callers
1080          */
1081         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1082
1083         /* create the data buffer for the new block */
1084         buf = arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa, size, db, type);
1085
1086         /* copy old block data to the new block */
1087         obuf = db->db_buf;
1088         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1089         /* zero the remainder */
1090         if (size > osize)
1091                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1092
1093         mutex_enter(&db->db_mtx);
1094         dbuf_set_data(db, buf);
1095         VERIFY(arc_buf_remove_ref(obuf, db));
1096         db->db.db_size = size;
1097
1098         if (db->db_level == 0) {
1099                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1100                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1101         }
1102         mutex_exit(&db->db_mtx);
1103
1104         dnode_willuse_space(dn, size-osize, tx);
1105         DB_DNODE_EXIT(db);
1106 }
1107
1108 void
1109 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1110 {
1111         objset_t *os = db->db_objset;
1112
1113         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1114         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1115             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1116         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1117
1118         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1119 }
1120
1121 /*
1122  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1123  * dirtied again.
1124  */
1125 static void
1126 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1127 {
1128         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1129
1130         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1131
1132         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1133                 /*
1134                  * If this buffer has already been written out,
1135                  * we now need to reset its state.
1136                  */
1137                 dbuf_unoverride(dr);
1138                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1139                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1140                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1141                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1142                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1143                 }
1144         }
1145 }
1146
1147 dbuf_dirty_record_t *
1148 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1149 {
1150         dnode_t *dn;
1151         objset_t *os;
1152         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1153         int drop_struct_lock = FALSE;
1154         boolean_t do_free_accounting = B_FALSE;
1155         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1156
1157         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1158         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1159         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1160
1161         DB_DNODE_ENTER(db);
1162         dn = DB_DNODE(db);
1163         /*
1164          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1165          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1166          * were already pre-dirtied in open context.
1167          */
1168         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1169             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1170             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1171             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1172         /*
1173          * We make this assert for private objects as well, but after we
1174          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1175          * in syncing context.
1176          */
1177         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1178             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1179             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1180
1181         mutex_enter(&db->db_mtx);
1182         /*
1183          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1184          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1185          * syncing context don't bother holding ahead.
1186          */
1187         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1188             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1189             db->db_state == DB_NOFILL);
1190
1191         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1192         /*
1193          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1194          * initialize the objset.
1195          */
1196         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED &&
1197             !BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1198                 dn->dn_dirtyctx =
1199                     (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1200                 ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1201                 dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1202         }
1203         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1204
1205         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1206                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1207
1208         /*
1209          * If this buffer is already dirty, we're done.
1210          */
1211         drp = &db->db_last_dirty;
1212         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1213             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1214         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1215                 drp = &dr->dr_next;
1216         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1217                 DB_DNODE_EXIT(db);
1218
1219                 dbuf_redirty(dr);
1220                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1221                 return (dr);
1222         }
1223
1224         /*
1225          * Only valid if not already dirty.
1226          */
1227         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1228             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1229             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1230
1231         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1232         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1233             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1234             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1235             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1236             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1237
1238         /*
1239          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1240          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1241          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1242          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1243          * this assertion only if we're not already dirty.
1244          */
1245         os = dn->dn_objset;
1246         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1247             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1248         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1249
1250         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1251
1252         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1253                 /*
1254                  * Update the accounting.
1255                  * Note: we delay "free accounting" until after we drop
1256                  * the db_mtx.  This keeps us from grabbing other locks
1257                  * (and possibly deadlocking) in bp_get_dsize() while
1258                  * also holding the db_mtx.
1259                  */
1260                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
1261                 do_free_accounting = dbuf_block_freeable(db);
1262         }
1263
1264         /*
1265          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1266          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1267          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1268          */
1269         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1270         if (db->db_level == 0) {
1271                 void *data_old = db->db_buf;
1272
1273                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1274                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1275                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1276                                 data_old = db->db.db_data;
1277                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1278                                 /*
1279                                  * Release the data buffer from the cache so
1280                                  * that we can modify it without impacting
1281                                  * possible other users of this cached data
1282                                  * block.  Note that indirect blocks and
1283                                  * private objects are not released until the
1284                                  * syncing state (since they are only modified
1285                                  * then).
1286                                  */
1287                                 arc_release(db->db_buf, db);
1288                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1289                                 data_old = db->db_buf;
1290                         }
1291                         ASSERT(data_old != NULL);
1292                 }
1293                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1294         } else {
1295                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1296                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1297                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1298                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1299         }
1300         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1301                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1302         dr->dr_dbuf = db;
1303         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1304         dr->dr_next = *drp;
1305         *drp = dr;
1306
1307         /*
1308          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1309          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1310          * happened after the free.
1311          */
1312         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1313             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1314                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1315                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1316                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1317                             db->db_blkid, 1);
1318                 }
1319                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1320                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1321         }
1322
1323         /*
1324          * This buffer is now part of this txg
1325          */
1326         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1327         db->db_dirtycnt += 1;
1328         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1329
1330         mutex_exit(&db->db_mtx);
1331
1332         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1333             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1334                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1335                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1336                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1337                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1338                 dnode_setdirty(dn, tx);
1339                 DB_DNODE_EXIT(db);
1340                 return (dr);
1341         } else if (do_free_accounting) {
1342                 blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
1343                 int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
1344                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
1345                 /*
1346                  * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
1347                  * in a previous txg, we don't know how much
1348                  * space it will use on disk yet.  We should
1349                  * really have the struct_rwlock to access
1350                  * db_blkptr, but since this is just a guess,
1351                  * it's OK if we get an odd answer.
1352                  */
1353                 ddt_prefetch(os->os_spa, bp);
1354                 dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
1355         }
1356
1357         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1358                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1359                 drop_struct_lock = TRUE;
1360         }
1361
1362         if (db->db_level == 0) {
1363                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1364                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1365         }
1366
1367         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1368                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1369                 dbuf_dirty_record_t *di;
1370                 int parent_held = FALSE;
1371
1372                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1373                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1374
1375                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1376                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1377                         ASSERT(parent != NULL);
1378                         parent_held = TRUE;
1379                 }
1380                 if (drop_struct_lock)
1381                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1382                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1383                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1384                 if (parent_held)
1385                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1386
1387                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1388                 /*
1389                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1390                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1391                  */
1392                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1393                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1394                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1395                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1396                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1397                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1398                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1399                         dr->dr_parent = di;
1400                 }
1401                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1402         } else {
1403                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1404                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1405                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1406                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1407                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1408                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1409                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1410                 if (drop_struct_lock)
1411                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1412         }
1413
1414         dnode_setdirty(dn, tx);
1415         DB_DNODE_EXIT(db);
1416         return (dr);
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1421  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1422  */
1423 static boolean_t
1424 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1425 {
1426         dnode_t *dn;
1427         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1428         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1429
1430         ASSERT(txg != 0);
1431
1432         /*
1433          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1434          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1435          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1436          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1437          */
1438         ASSERT(db->db_objset ==
1439             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1440             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1441         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1442         ASSERT0(db->db_level);
1443         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1444
1445         /*
1446          * If this buffer is not dirty, we're done.
1447          */
1448         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1449                 if (dr->dr_txg <= txg)
1450                         break;
1451         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1452                 return (B_FALSE);
1453         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1454         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1455
1456         DB_DNODE_ENTER(db);
1457         dn = DB_DNODE(db);
1458
1459         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1460
1461         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1462
1463         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1464             dr->dr_accounted, txg);
1465
1466         *drp = dr->dr_next;
1467
1468         /*
1469          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1470          * where this dirty record may be put on a list.
1471          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1472          * every one of those list_insert calls.
1473          */
1474         if (dr->dr_parent) {
1475                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1476                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1477                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1478         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1479             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1480                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1481                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1482                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1483                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1484         }
1485         DB_DNODE_EXIT(db);
1486
1487         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1488                 dbuf_unoverride(dr);
1489
1490                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1491                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1492                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1493                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data, db));
1494         }
1495
1496         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1497
1498         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1499         db->db_dirtycnt -= 1;
1500
1501         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1502                 arc_buf_t *buf = db->db_buf;
1503
1504                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(buf));
1505                 dbuf_clear_data(db);
1506                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
1507                 dbuf_evict(db);
1508                 return (B_TRUE);
1509         }
1510
1511         return (B_FALSE);
1512 }
1513
1514 void
1515 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1516 {
1517         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1518         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1519
1520         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1521         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1522
1523         /*
1524          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1525          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1526          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1527          * cached).
1528          */
1529         mutex_enter(&db->db_mtx);
1530         dbuf_dirty_record_t *dr;
1531         for (dr = db->db_last_dirty;
1532             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1533                 /*
1534                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1535                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1536                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1537                  */
1538                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1539                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1540                         dbuf_redirty(dr);
1541                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1542                         return;
1543                 }
1544         }
1545         mutex_exit(&db->db_mtx);
1546
1547         DB_DNODE_ENTER(db);
1548         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1549                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1550         DB_DNODE_EXIT(db);
1551         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1552         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1553 }
1554
1555 void
1556 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1557 {
1558         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1559
1560         db->db_state = DB_NOFILL;
1561
1562         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1563 }
1564
1565 void
1566 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1567 {
1568         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1569
1570         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1571         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1572         ASSERT(db->db_level == 0);
1573         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1574
1575         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1576             dmu_tx_private_ok(tx));
1577
1578         dbuf_noread(db);
1579         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1580 }
1581
1582 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1583 /* ARGSUSED */
1584 void
1585 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1586 {
1587         mutex_enter(&db->db_mtx);
1588         DBUF_VERIFY(db);
1589
1590         if (db->db_state == DB_FILL) {
1591                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1592                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1593                         /* we were freed while filling */
1594                         /* XXX dbuf_undirty? */
1595                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1596                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1597                 }
1598                 db->db_state = DB_CACHED;
1599                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1600         }
1601         mutex_exit(&db->db_mtx);
1602 }
1603
1604 void
1605 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1606     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1607     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1608     dmu_tx_t *tx)
1609 {
1610         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1611         struct dirty_leaf *dl;
1612         dmu_object_type_t type;
1613
1614         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1615                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1616                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1617         }
1618
1619         DB_DNODE_ENTER(db);
1620         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1621         DB_DNODE_EXIT(db);
1622
1623         ASSERT0(db->db_level);
1624         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1625
1626         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1627
1628         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1629         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1630         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1631             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1632         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1633         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1634         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1635         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1636
1637         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1638         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1643  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1644  */
1645 void
1646 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1647 {
1648         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1649         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1650         ASSERT(db->db_level == 0);
1651         ASSERT(DBUF_GET_BUFC_TYPE(db) == ARC_BUFC_DATA);
1652         ASSERT(buf != NULL);
1653         ASSERT(arc_buf_size(buf) == db->db.db_size);
1654         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1655
1656         arc_return_buf(buf, db);
1657         ASSERT(arc_released(buf));
1658
1659         mutex_enter(&db->db_mtx);
1660
1661         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1662                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1663
1664         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1665
1666         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1667             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1668                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1669                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1670                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1671                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
1672                 xuio_stat_wbuf_copied();
1673                 return;
1674         }
1675
1676         xuio_stat_wbuf_nocopy();
1677         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1678                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1679
1680                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1681                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1682                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
1683                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
1684                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
1685                                     DR_OVERRIDDEN);
1686                                 arc_release(db->db_buf, db);
1687                         }
1688                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
1689                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
1690                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
1691                         arc_release(db->db_buf, db);
1692                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
1693                 }
1694                 db->db_buf = NULL;
1695         }
1696         ASSERT(db->db_buf == NULL);
1697         dbuf_set_data(db, buf);
1698         db->db_state = DB_FILL;
1699         mutex_exit(&db->db_mtx);
1700         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1701         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
1702 }
1703
1704 /*
1705  * "Clear" the contents of this dbuf.  This will mark the dbuf
1706  * EVICTING and clear *most* of its references.  Unfortunately,
1707  * when we are not holding the dn_dbufs_mtx, we can't clear the
1708  * entry in the dn_dbufs list.  We have to wait until dbuf_destroy()
1709  * in this case.  For callers from the DMU we will usually see:
1710  *      dbuf_clear()->arc_clear_callback()->dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1711  * For the arc callback, we will usually see:
1712  *      dbuf_do_evict()->dbuf_clear();dbuf_destroy()
1713  * Sometimes, though, we will get a mix of these two:
1714  *      DMU: dbuf_clear()->arc_clear_callback()
1715  *      ARC: dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1716  *
1717  * This routine will dissociate the dbuf from the arc, by calling
1718  * arc_clear_callback(), but will not evict the data from the ARC.
1719  */
1720 void
1721 dbuf_clear(dmu_buf_impl_t *db)
1722 {
1723         dnode_t *dn;
1724         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1725         dmu_buf_impl_t *dndb;
1726         boolean_t dbuf_gone = B_FALSE;
1727
1728         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1729         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1730
1731         dbuf_evict_user(db);
1732
1733         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1734                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1735                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1736                         zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1737                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1738                 }
1739                 db->db.db_data = NULL;
1740                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1741         }
1742
1743         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
1744         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1745
1746         db->db_state = DB_EVICTING;
1747         db->db_blkptr = NULL;
1748
1749         DB_DNODE_ENTER(db);
1750         dn = DB_DNODE(db);
1751         dndb = dn->dn_dbuf;
1752         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx)) {
1753                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1754                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
1755                 membar_producer();
1756                 DB_DNODE_EXIT(db);
1757                 /*
1758                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
1759                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
1760                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
1761                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
1762                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
1763                  * release any lock.
1764                  */
1765                 dnode_rele(dn, db);
1766                 db->db_dnode_handle = NULL;
1767         } else {
1768                 DB_DNODE_EXIT(db);
1769         }
1770
1771         if (db->db_buf)
1772                 dbuf_gone = arc_clear_callback(db->db_buf);
1773
1774         if (!dbuf_gone)
1775                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1776
1777         /*
1778          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
1779          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
1780          */
1781         if (parent && parent != dndb)
1782                 dbuf_rele(parent, db);
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
1787  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
1788  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
1789  * object.
1790  */
1791 static int
1792 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
1793     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
1794 {
1795         int nlevels, epbs;
1796
1797         *parentp = NULL;
1798         *bpp = NULL;
1799
1800         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1801
1802         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1803                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1804                 if (dn->dn_have_spill &&
1805                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
1806                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
1807                 else
1808                         *bpp = NULL;
1809                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1810                 *parentp = dn->dn_dbuf;
1811                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1812                 return (0);
1813         }
1814
1815         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0)
1816                 nlevels = 1;
1817         else
1818                 nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1819
1820         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1821
1822         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
1823         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1824         if (level >= nlevels ||
1825             (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
1826                 /* the buffer has no parent yet */
1827                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1828         } else if (level < nlevels-1) {
1829                 /* this block is referenced from an indirect block */
1830                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
1831                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
1832                 if (err)
1833                         return (err);
1834                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
1835                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
1836                 if (err) {
1837                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
1838                         *parentp = NULL;
1839                         return (err);
1840                 }
1841                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
1842                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
1843                 return (0);
1844         } else {
1845                 /* the block is referenced from the dnode */
1846                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
1847                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
1848                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
1849                 if (dn->dn_dbuf) {
1850                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1851                         *parentp = dn->dn_dbuf;
1852                 }
1853                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
1854                 return (0);
1855         }
1856 }
1857
1858 static dmu_buf_impl_t *
1859 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
1860     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
1861 {
1862         objset_t *os = dn->dn_objset;
1863         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
1864
1865         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1866         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
1867
1868         db = kmem_cache_alloc(dbuf_cache, KM_SLEEP);
1869
1870         db->db_objset = os;
1871         db->db.db_object = dn->dn_object;
1872         db->db_level = level;
1873         db->db_blkid = blkid;
1874         db->db_last_dirty = NULL;
1875         db->db_dirtycnt = 0;
1876         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
1877         db->db_parent = parent;
1878         db->db_blkptr = blkptr;
1879
1880         db->db_user = NULL;
1881         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
1882         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1883         db->db_pending_evict = FALSE;
1884
1885         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1886                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
1887                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
1888                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
1889                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
1890                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
1891                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1892                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
1893                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1894                 return (db);
1895         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1896                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
1897                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
1898                 db->db.db_offset = 0;
1899         } else {
1900                 int blocksize =
1901                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
1902                 db->db.db_size = blocksize;
1903                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
1904         }
1905
1906         /*
1907          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
1908          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
1909          * This prevents a possible deadlock with someone
1910          * trying to look up this dbuf before its added to the
1911          * dn_dbufs list.
1912          */
1913         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1914         db->db_state = DB_EVICTING;
1915         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
1916                 /* someone else inserted it first */
1917                 kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
1918                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1919                 return (odb);
1920         }
1921         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
1922         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid >=
1923             dn->dn_unlisted_l0_blkid)
1924                 dn->dn_unlisted_l0_blkid = db->db_blkid + 1;
1925         db->db_state = DB_UNCACHED;
1926         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1927         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1928
1929         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
1930                 dbuf_add_ref(parent, db);
1931
1932         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1933             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
1934         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
1935         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
1936
1937         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
1938
1939         return (db);
1940 }
1941
1942 static int
1943 dbuf_do_evict(void *private)
1944 {
1945         dmu_buf_impl_t *db = private;
1946
1947         if (!MUTEX_HELD(&db->db_mtx))
1948                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1949
1950         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1951
1952         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
1953                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED);
1954                 DBUF_VERIFY(db);
1955                 db->db_buf = NULL;
1956                 dbuf_evict(db);
1957         } else {
1958                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1959                 dbuf_destroy(db);
1960         }
1961         return (0);
1962 }
1963
1964 static void
1965 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
1966 {
1967         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1968
1969         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1970                 /*
1971                  * If this dbuf is still on the dn_dbufs list,
1972                  * remove it from that list.
1973                  */
1974                 if (db->db_dnode_handle != NULL) {
1975                         dnode_t *dn;
1976
1977                         DB_DNODE_ENTER(db);
1978                         dn = DB_DNODE(db);
1979                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1980                         avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1981                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
1982                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1983                         DB_DNODE_EXIT(db);
1984                         /*
1985                          * Decrementing the dbuf count means that the hold
1986                          * corresponding to the removed dbuf is no longer
1987                          * discounted in dnode_move(), so the dnode cannot be
1988                          * moved until after we release the hold.
1989                          */
1990                         dnode_rele(dn, db);
1991                         db->db_dnode_handle = NULL;
1992                 }
1993                 dbuf_hash_remove(db);
1994         }
1995         db->db_parent = NULL;
1996         db->db_buf = NULL;
1997
1998         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1999         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2000         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2001         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2002
2003         kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
2004         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2005 }
2006
2007 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2008         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2009         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2010         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2011         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2012         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2013         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2014         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2015 } dbuf_prefetch_arg_t;
2016
2017 /*
2018  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2019  */
2020 static void
2021 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2022 {
2023         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2024                 return;
2025
2026         arc_flags_t aflags =
2027             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2028
2029         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2030         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2031         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2032         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2033             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2034             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2039  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2040  * prefetch if the next block down is our target.
2041  */
2042 static void
2043 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2044 {
2045         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2046
2047         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2048         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2049         if (zio != NULL) {
2050                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2051                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2052                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2053         }
2054
2055         dpa->dpa_curlevel--;
2056
2057         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2058             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2059         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2060             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2061         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2062                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2063         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2064                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2065                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2066                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2067         } else {
2068                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2069                 zbookmark_phys_t zb;
2070
2071                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2072
2073                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2074                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2075
2076                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2077                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2078                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2079                     &iter_aflags, &zb);
2080         }
2081         (void) arc_buf_remove_ref(abuf, private);
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2086  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2087  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2088  * complete.
2089  */
2090 void
2091 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2092     arc_flags_t aflags)
2093 {
2094         blkptr_t bp;
2095         int epbs, nlevels, curlevel;
2096         uint64_t curblkid;
2097
2098         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2099         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2100
2101         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2102                 return;
2103
2104         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2105                 return;
2106
2107         /*
2108          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2109          * prefetch.
2110          */
2111         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2112         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2113                 return;
2114
2115         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2116         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2117                 return;
2118
2119         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2120             level, blkid);
2121         if (db != NULL) {
2122                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2123                 /*
2124                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2125                  * (we assume) about to be read or filled.
2126                  */
2127                 return;
2128         }
2129
2130         /*
2131          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2132          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2133          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2134          */
2135         curlevel = level;
2136         curblkid = blkid;
2137         while (curlevel < nlevels - 1) {
2138                 int parent_level = curlevel + 1;
2139                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2140                 dmu_buf_impl_t *db;
2141
2142                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2143                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2144                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2145                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2146                         dbuf_rele(db, FTAG);
2147                         break;
2148                 }
2149
2150                 curlevel = parent_level;
2151                 curblkid = parent_blkid;
2152         }
2153
2154         if (curlevel == nlevels - 1) {
2155                 /* No cached indirect blocks found. */
2156                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2157                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2158         }
2159         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2160                 return;
2161
2162         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2163
2164         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2165             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2166
2167         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2168         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2169         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2170             dn->dn_object, level, blkid);
2171         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2172         dpa->dpa_prio = prio;
2173         dpa->dpa_aflags = aflags;
2174         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2175         dpa->dpa_epbs = epbs;
2176         dpa->dpa_zio = pio;
2177
2178         /*
2179          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2180          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2181          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2182          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2183          * doing.
2184          */
2185         if (curlevel == level) {
2186                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2187                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2188                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2189         } else {
2190                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2191                 zbookmark_phys_t zb;
2192
2193                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2194                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2195                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2196                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2197                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2198                     &iter_aflags, &zb);
2199         }
2200         /*
2201          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2202          * dpa may have already been freed.
2203          */
2204         zio_nowait(pio);
2205 }
2206
2207 /*
2208  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2209  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2210  */
2211 int
2212 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2213     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2214     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2215 {
2216         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2217
2218         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2219         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2220         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2221
2222         *dbp = NULL;
2223 top:
2224         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2225         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2226
2227         if (db == NULL) {
2228                 blkptr_t *bp = NULL;
2229                 int err;
2230
2231                 if (fail_uncached)
2232                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2233
2234                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2235                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2236                 if (fail_sparse) {
2237                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2238                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2239                         if (err) {
2240                                 if (parent)
2241                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2242                                 return (err);
2243                         }
2244                 }
2245                 if (err && err != ENOENT)
2246                         return (err);
2247                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2248         }
2249
2250         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2251                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2252                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2253         }
2254
2255         if (db->db_buf && refcount_is_zero(&db->db_holds)) {
2256                 arc_buf_add_ref(db->db_buf, db);
2257                 if (db->db_buf->b_data == NULL) {
2258                         dbuf_clear(db);
2259                         if (parent) {
2260                                 dbuf_rele(parent, NULL);
2261                                 parent = NULL;
2262                         }
2263                         goto top;
2264                 }
2265                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2266         }
2267
2268         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2269
2270         /*
2271          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2272          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2273          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2274          */
2275         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2276             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2277             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2278                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2279
2280                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2281                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2282
2283                         dbuf_set_data(db,
2284                             arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa,
2285                             db->db.db_size, db, type));
2286                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2287                             db->db.db_size);
2288                 }
2289         }
2290
2291         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2292         DBUF_VERIFY(db);
2293         mutex_exit(&db->db_mtx);
2294
2295         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2296         if (parent)
2297                 dbuf_rele(parent, NULL);
2298
2299         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2300         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2301         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2302         *dbp = db;
2303
2304         return (0);
2305 }
2306
2307 dmu_buf_impl_t *
2308 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2309 {
2310         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2311 }
2312
2313 dmu_buf_impl_t *
2314 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2315 {
2316         dmu_buf_impl_t *db;
2317         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2318         return (err ? NULL : db);
2319 }
2320
2321 void
2322 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2323 {
2324         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2325
2326         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2327         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2328 }
2329
2330 int
2331 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2332 {
2333         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2334         dnode_t *dn;
2335
2336         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2337                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2338         if (blksz == 0)
2339                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2340         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2341         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2342
2343         DB_DNODE_ENTER(db);
2344         dn = DB_DNODE(db);
2345         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2346         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2347         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2348         DB_DNODE_EXIT(db);
2349
2350         return (0);
2351 }
2352
2353 void
2354 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2355 {
2356         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2357 }
2358
2359 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2360 void
2361 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2362 {
2363         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2364         ASSERT(holds > 1);
2365 }
2366
2367 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2368 boolean_t
2369 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2370     void *tag)
2371 {
2372         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2373         dmu_buf_impl_t *found_db;
2374         boolean_t result = B_FALSE;
2375
2376         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2377                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2378         else
2379                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2380
2381         if (found_db != NULL) {
2382                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2383                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2384                         result = B_TRUE;
2385                 }
2386                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2387         }
2388         return (result);
2389 }
2390
2391 /*
2392  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2393  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2394  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2395  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2396  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2397  */
2398 void
2399 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2400 {
2401         mutex_enter(&db->db_mtx);
2402         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2403 }
2404
2405 void
2406 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2407 {
2408         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2409 }
2410
2411 /*
2412  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2413  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2414  */
2415 void
2416 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2417 {
2418         int64_t holds;
2419
2420         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2421         DBUF_VERIFY(db);
2422
2423         /*
2424          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2425          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2426          * buffer has a corresponding dnode hold.
2427          */
2428         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2429         ASSERT(holds >= 0);
2430
2431         /*
2432          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2433          * may be modified in the current syncing context.
2434          */
2435         if (db->db_buf && holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0))
2436                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2437
2438         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2439             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
2440                 dbuf_evict_user(db);
2441
2442         if (holds == 0) {
2443                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2444                         dnode_t *dn;
2445                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
2446
2447                         /*
2448                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2449                          * barrier until the move completes.
2450                          */
2451                         DB_DNODE_ENTER(db);
2452
2453                         dn = DB_DNODE(db);
2454                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2455
2456                         /*
2457                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2458                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2459                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2460                          * the dnode_rele() below.
2461                          */
2462                         DB_DNODE_EXIT(db);
2463
2464                         /*
2465                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2466                          * Another thread may evict it.
2467                          */
2468                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2469
2470                         if (evict_dbuf)
2471                                 dnode_evict_bonus(dn);
2472
2473                         dnode_rele(dn, db);
2474                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2475                         /*
2476                          * This is a special case: we never associated this
2477                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2478                          */
2479                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2480                             db->db_state == DB_NOFILL);
2481                         dbuf_evict(db);
2482                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2483                         arc_buf_t *buf = db->db_buf;
2484                         /*
2485                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2486                          */
2487                         dbuf_clear_data(db);
2488                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
2489                         dbuf_evict(db);
2490                 } else {
2491                         VERIFY(!arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
2492
2493                         /*
2494                          * A dbuf will be eligible for eviction if either the
2495                          * 'primarycache' property is set or a duplicate
2496                          * copy of this buffer is already cached in the arc.
2497                          *
2498                          * In the case of the 'primarycache' a buffer
2499                          * is considered for eviction if it matches the
2500                          * criteria set in the property.
2501                          *
2502                          * To decide if our buffer is considered a
2503                          * duplicate, we must call into the arc to determine
2504                          * if multiple buffers are referencing the same
2505                          * block on-disk. If so, then we simply evict
2506                          * ourselves.
2507                          */
2508                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db)) {
2509                                 if (db->db_blkptr != NULL &&
2510                                     !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2511                                     !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2512                                         spa_t *spa =
2513                                             dmu_objset_spa(db->db_objset);
2514                                         blkptr_t bp = *db->db_blkptr;
2515                                         dbuf_clear(db);
2516                                         arc_freed(spa, &bp);
2517                                 } else {
2518                                         dbuf_clear(db);
2519                                 }
2520                         } else if (db->db_pending_evict ||
2521                             arc_buf_eviction_needed(db->db_buf)) {
2522                                 dbuf_clear(db);
2523                         } else {
2524                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2525                         }
2526                 }
2527         } else {
2528                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2529         }
2530 }
2531
2532 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2533 uint64_t
2534 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2535 {
2536         return (refcount_count(&db->db_holds));
2537 }
2538
2539 void *
2540 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2541     dmu_buf_user_t *new_user)
2542 {
2543         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2544
2545         mutex_enter(&db->db_mtx);
2546         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2547         if (db->db_user == old_user)
2548                 db->db_user = new_user;
2549         else
2550                 old_user = db->db_user;
2551         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2552         mutex_exit(&db->db_mtx);
2553
2554         return (old_user);
2555 }
2556
2557 void *
2558 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2559 {
2560         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2561 }
2562
2563 void *
2564 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2565 {
2566         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2567
2568         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
2569         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2570 }
2571
2572 void *
2573 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2574 {
2575         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2576 }
2577
2578 void *
2579 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2580 {
2581         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2582
2583         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2584         return (db->db_user);
2585 }
2586
2587 void
2588 dmu_buf_user_evict_wait()
2589 {
2590         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2591 }
2592
2593 boolean_t
2594 dmu_buf_freeable(dmu_buf_t *dbuf)
2595 {
2596         boolean_t res = B_FALSE;
2597         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2598
2599         if (db->db_blkptr)
2600                 res = dsl_dataset_block_freeable(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2601                     db->db_blkptr, db->db_blkptr->blk_birth);
2602
2603         return (res);
2604 }
2605
2606 blkptr_t *
2607 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2608 {
2609         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2610         return (dbi->db_blkptr);
2611 }
2612
2613 static void
2614 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2615 {
2616         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2617         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2618
2619         if (db->db_blkptr != NULL)
2620                 return;
2621
2622         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2623                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2624                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2625                 return;
2626         }
2627         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2628                 /*
2629                  * This buffer was allocated at a time when there was
2630                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2631                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2632                  */
2633                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2634                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2635                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2636                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2637                 DBUF_VERIFY(db);
2638         } else {
2639                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2640                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2641
2642                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2643                 if (parent == NULL) {
2644                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2645                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2646                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2647                             db->db_blkid >> epbs, db);
2648                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2649                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2650                         db->db_parent = parent;
2651                 }
2652                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2653                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2654                 DBUF_VERIFY(db);
2655         }
2656 }
2657
2658 static void
2659 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2660 {
2661         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2662         dnode_t *dn;
2663         zio_t *zio;
2664
2665         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2666
2667         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2668
2669         mutex_enter(&db->db_mtx);
2670
2671         ASSERT(db->db_level > 0);
2672         DBUF_VERIFY(db);
2673
2674         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2675         if (db->db_buf == NULL) {
2676                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2677                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2678                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2679         }
2680         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
2681         ASSERT(db->db_buf != NULL);
2682
2683         DB_DNODE_ENTER(db);
2684         dn = DB_DNODE(db);
2685         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
2686         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2687         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2688         DB_DNODE_EXIT(db);
2689
2690         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
2691         db->db_data_pending = dr;
2692
2693         mutex_exit(&db->db_mtx);
2694         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
2695
2696         zio = dr->dr_zio;
2697         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
2698         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
2699         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
2700         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
2701         zio_nowait(zio);
2702 }
2703
2704 static void
2705 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2706 {
2707         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
2708         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2709         dnode_t *dn;
2710         objset_t *os;
2711         uint64_t txg = tx->tx_txg;
2712
2713         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2714
2715         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2716
2717         mutex_enter(&db->db_mtx);
2718         /*
2719          * To be synced, we must be dirtied.  But we
2720          * might have been freed after the dirty.
2721          */
2722         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
2723                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
2724                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2725         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
2726                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
2727                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
2728         } else {
2729                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2730         }
2731         DBUF_VERIFY(db);
2732
2733         DB_DNODE_ENTER(db);
2734         dn = DB_DNODE(db);
2735
2736         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2737                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2738                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
2739                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2740         }
2741
2742         /*
2743          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
2744          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
2745          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
2746          * be called).
2747          */
2748         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2749                 dbuf_dirty_record_t **drp;
2750
2751                 ASSERT(*datap != NULL);
2752                 ASSERT0(db->db_level);
2753                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
2754                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
2755                 DB_DNODE_EXIT(db);
2756
2757                 if (*datap != db->db.db_data) {
2758                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
2759                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2760                 }
2761                 db->db_data_pending = NULL;
2762                 drp = &db->db_last_dirty;
2763                 while (*drp != dr)
2764                         drp = &(*drp)->dr_next;
2765                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
2766                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
2767                 *drp = dr->dr_next;
2768                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
2769                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
2770                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
2771                 }
2772                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
2773                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2774                 db->db_dirtycnt -= 1;
2775                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
2776                 return;
2777         }
2778
2779         os = dn->dn_objset;
2780
2781         /*
2782          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
2783          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
2784          * don't check the dr_override_state until we have returned from
2785          * dbuf_check_blkptr.
2786          */
2787         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2788
2789         /*
2790          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
2791          * wait for the synchronous IO to complete.
2792          */
2793         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
2794                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
2795                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
2796                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
2797         }
2798
2799         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
2800             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2801             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
2802             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
2803             *datap == db->db_buf) {
2804                 /*
2805                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
2806                  * are active holds and db_data still references it),
2807                  * then make a copy before we start the write so that
2808                  * any modifications from the open txg will not leak
2809                  * into this write.
2810                  *
2811                  * NOTE: this copy does not need to be made for
2812                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
2813                  * DNONE_DNODE blocks).
2814                  */
2815                 int blksz = arc_buf_size(*datap);
2816                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2817                 *datap = arc_buf_alloc(os->os_spa, blksz, db, type);
2818                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, blksz);
2819         }
2820         db->db_data_pending = dr;
2821
2822         mutex_exit(&db->db_mtx);
2823
2824         dbuf_write(dr, *datap, tx);
2825
2826         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2827         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
2828                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
2829                 DB_DNODE_EXIT(db);
2830         } else {
2831                 /*
2832                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
2833                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
2834                  * that the IO could actually be completed before the nowait
2835                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
2836                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
2837                  */
2838                 DB_DNODE_EXIT(db);
2839                 zio_nowait(dr->dr_zio);
2840         }
2841 }
2842
2843 void
2844 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
2845 {
2846         dbuf_dirty_record_t *dr;
2847
2848         while (dr = list_head(list)) {
2849                 if (dr->dr_zio != NULL) {
2850                         /*
2851                          * If we find an already initialized zio then we
2852                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
2853                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
2854                          * during processing, so that we can zio_wait()
2855                          * these IOs after initiating all child IOs.
2856                          */
2857                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
2858                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
2859                         break;
2860                 }
2861                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2862                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
2863                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
2864                 }
2865                 list_remove(list, dr);
2866                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
2867                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
2868                 else
2869                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
2870         }
2871 }
2872
2873 /* ARGSUSED */
2874 static void
2875 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
2876 {
2877         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
2878         dnode_t *dn;
2879         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2880         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2881         spa_t *spa = zio->io_spa;
2882         int64_t delta;
2883         uint64_t fill = 0;
2884         int i;
2885
2886         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==, bp);
2887
2888         DB_DNODE_ENTER(db);
2889         dn = DB_DNODE(db);
2890         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
2891         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
2892         zio->io_prev_space_delta = delta;
2893
2894         if (bp->blk_birth != 0) {
2895                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
2896                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
2897                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
2898                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
2899                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
2900                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
2901         }
2902
2903         mutex_enter(&db->db_mtx);
2904
2905 #ifdef ZFS_DEBUG
2906         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2907                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
2908                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
2909                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
2910         }
2911 #endif
2912
2913         if (db->db_level == 0) {
2914                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2915                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
2916                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2917                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
2918                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2919
2920                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
2921                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
2922                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
2923                             i--, dnp++) {
2924                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
2925                                         fill++;
2926                         }
2927                 } else {
2928                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
2929                                 fill = 0;
2930                         } else {
2931                                 fill = 1;
2932                         }
2933                 }
2934         } else {
2935                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
2936                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2937                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
2938                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
2939                                 continue;
2940                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
2941                 }
2942         }
2943         DB_DNODE_EXIT(db);
2944
2945         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
2946                 bp->blk_fill = fill;
2947
2948         mutex_exit(&db->db_mtx);
2949 }
2950
2951 /*
2952  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
2953  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
2954  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
2955  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
2956  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
2957  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
2958  * i/os complete.
2959  */
2960 /* ARGSUSED */
2961 static void
2962 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
2963 {
2964         dmu_buf_impl_t *db = arg;
2965         objset_t *os = db->db_objset;
2966         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
2967         dbuf_dirty_record_t *dr;
2968         int delta = 0;
2969
2970         dr = db->db_data_pending;
2971         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
2972
2973         /*
2974          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
2975          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
2976          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
2977          * dsl_pool_undirty_space().
2978          */
2979         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
2980         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
2981 }
2982
2983 /* ARGSUSED */
2984 static void
2985 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
2986 {
2987         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
2988         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2989         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
2990         objset_t *os = db->db_objset;
2991         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
2992         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
2993
2994         ASSERT0(zio->io_error);
2995         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
2996
2997         /*
2998          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
2999          * original and bypass all the accounting.
3000          */
3001         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3002                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3003         } else {
3004                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3005                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3006                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3007         }
3008
3009         mutex_enter(&db->db_mtx);
3010
3011         DBUF_VERIFY(db);
3012
3013         drp = &db->db_last_dirty;
3014         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3015                 drp = &dr->dr_next;
3016         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3017         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3018         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3019         *drp = dr->dr_next;
3020
3021 #ifdef ZFS_DEBUG
3022         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3023                 dnode_t *dn;
3024
3025                 DB_DNODE_ENTER(db);
3026                 dn = DB_DNODE(db);
3027                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3028                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3029                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3030                 DB_DNODE_EXIT(db);
3031         }
3032 #endif
3033
3034         if (db->db_level == 0) {
3035                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3036                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3037                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3038                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3039                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data,
3040                                     db));
3041                         else if (!arc_released(db->db_buf))
3042                                 arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
3043                 }
3044         } else {
3045                 dnode_t *dn;
3046
3047                 DB_DNODE_ENTER(db);
3048                 dn = DB_DNODE(db);
3049                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3050                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3051                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3052                         int epbs =
3053                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3054                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3055                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3056                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3057                             db->db.db_size);
3058                         if (!arc_released(db->db_buf))
3059                                 arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
3060                 }
3061                 DB_DNODE_EXIT(db);
3062                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3063                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3064         }
3065         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3066
3067         cv_broadcast(&db->db_changed);
3068         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3069         db->db_dirtycnt -= 1;
3070         db->db_data_pending = NULL;
3071         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3072 }
3073
3074 static void
3075 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3076 {
3077         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3078 }
3079
3080 static void
3081 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3082 {
3083         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3084 }
3085
3086 static void
3087 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3088 {
3089         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3090         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3091
3092         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3093 }
3094
3095 static void
3096 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3097 {
3098         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3099         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3100         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3101
3102         mutex_enter(&db->db_mtx);
3103         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3104                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3105                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3106                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3107         }
3108         mutex_exit(&db->db_mtx);
3109
3110         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3111 }
3112
3113 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3114 static void
3115 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3116 {
3117         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3118         dnode_t *dn;
3119         objset_t *os;
3120         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3121         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3122         zbookmark_phys_t zb;
3123         zio_prop_t zp;
3124         zio_t *zio;
3125         int wp_flag = 0;
3126
3127         DB_DNODE_ENTER(db);
3128         dn = DB_DNODE(db);
3129         os = dn->dn_objset;
3130
3131         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3132                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3133                         /*
3134                          * Private object buffers are released here rather
3135                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3136                          * in the syncing context and we don't want the
3137                          * overhead of making multiple copies of the data.
3138                          */
3139                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3140                                 arc_buf_thaw(data);
3141                         } else {
3142                                 dbuf_release_bp(db);
3143                         }
3144                 }
3145         }
3146
3147         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3148                 /* Our parent is an indirect block. */
3149                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3150                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3151                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3152                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3153                 /*
3154                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3155                  * our block pointer, so the parent must be released.
3156                  */
3157                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3158                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3159         } else {
3160                 /* Our parent is the dnode itself. */
3161                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3162                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3163                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3164                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3165                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3166                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3167                 zio = dn->dn_zio;
3168         }
3169
3170         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3171         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3172         ASSERT(zio);
3173
3174         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3175             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3176             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3177
3178         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3179                 wp_flag = WP_SPILL;
3180         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3181
3182         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3183         DB_DNODE_EXIT(db);
3184
3185         if (db->db_level == 0 &&
3186             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3187                 /*
3188                  * The BP for this block has been provided by open context
3189                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3190                  */
3191                 void *contents = (data != NULL) ? data->b_data : NULL;
3192
3193                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3194                     db->db_blkptr, contents, db->db.db_size, &zp,
3195                     dbuf_write_override_ready, NULL, dbuf_write_override_done,
3196                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3197                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3198                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3199                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3200                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3201                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3202         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3203                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3204                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3205                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3206                     db->db_blkptr, NULL, db->db.db_size, &zp,
3207                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, dbuf_write_nofill_done, db,
3208                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3209                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3210         } else {
3211                 ASSERT(arc_released(data));
3212                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3213                     db->db_blkptr, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3214                     DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db), &zp, dbuf_write_ready,
3215                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3216                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3217         }
3218 }