]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/openzfs/module/zfs/dbuf.c
Merge bmake-20220208
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / contrib / openzfs / module / 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, 2020 by Delphix. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
27  * Copyright (c) 2019, Klara Inc.
28  * Copyright (c) 2019, Allan Jude
29  */
30
31 #include <sys/zfs_context.h>
32 #include <sys/arc.h>
33 #include <sys/dmu.h>
34 #include <sys/dmu_send.h>
35 #include <sys/dmu_impl.h>
36 #include <sys/dbuf.h>
37 #include <sys/dmu_objset.h>
38 #include <sys/dsl_dataset.h>
39 #include <sys/dsl_dir.h>
40 #include <sys/dmu_tx.h>
41 #include <sys/spa.h>
42 #include <sys/zio.h>
43 #include <sys/dmu_zfetch.h>
44 #include <sys/sa.h>
45 #include <sys/sa_impl.h>
46 #include <sys/zfeature.h>
47 #include <sys/blkptr.h>
48 #include <sys/range_tree.h>
49 #include <sys/trace_zfs.h>
50 #include <sys/callb.h>
51 #include <sys/abd.h>
52 #include <sys/vdev.h>
53 #include <cityhash.h>
54 #include <sys/spa_impl.h>
55 #include <sys/wmsum.h>
56 #include <sys/vdev_impl.h>
57
58 static kstat_t *dbuf_ksp;
59
60 typedef struct dbuf_stats {
61         /*
62          * Various statistics about the size of the dbuf cache.
63          */
64         kstat_named_t cache_count;
65         kstat_named_t cache_size_bytes;
66         kstat_named_t cache_size_bytes_max;
67         /*
68          * Statistics regarding the bounds on the dbuf cache size.
69          */
70         kstat_named_t cache_target_bytes;
71         kstat_named_t cache_lowater_bytes;
72         kstat_named_t cache_hiwater_bytes;
73         /*
74          * Total number of dbuf cache evictions that have occurred.
75          */
76         kstat_named_t cache_total_evicts;
77         /*
78          * The distribution of dbuf levels in the dbuf cache and
79          * the total size of all dbufs at each level.
80          */
81         kstat_named_t cache_levels[DN_MAX_LEVELS];
82         kstat_named_t cache_levels_bytes[DN_MAX_LEVELS];
83         /*
84          * Statistics about the dbuf hash table.
85          */
86         kstat_named_t hash_hits;
87         kstat_named_t hash_misses;
88         kstat_named_t hash_collisions;
89         kstat_named_t hash_elements;
90         kstat_named_t hash_elements_max;
91         /*
92          * Number of sublists containing more than one dbuf in the dbuf
93          * hash table. Keep track of the longest hash chain.
94          */
95         kstat_named_t hash_chains;
96         kstat_named_t hash_chain_max;
97         /*
98          * Number of times a dbuf_create() discovers that a dbuf was
99          * already created and in the dbuf hash table.
100          */
101         kstat_named_t hash_insert_race;
102         /*
103          * Statistics about the size of the metadata dbuf cache.
104          */
105         kstat_named_t metadata_cache_count;
106         kstat_named_t metadata_cache_size_bytes;
107         kstat_named_t metadata_cache_size_bytes_max;
108         /*
109          * For diagnostic purposes, this is incremented whenever we can't add
110          * something to the metadata cache because it's full, and instead put
111          * the data in the regular dbuf cache.
112          */
113         kstat_named_t metadata_cache_overflow;
114 } dbuf_stats_t;
115
116 dbuf_stats_t dbuf_stats = {
117         { "cache_count",                        KSTAT_DATA_UINT64 },
118         { "cache_size_bytes",                   KSTAT_DATA_UINT64 },
119         { "cache_size_bytes_max",               KSTAT_DATA_UINT64 },
120         { "cache_target_bytes",                 KSTAT_DATA_UINT64 },
121         { "cache_lowater_bytes",                KSTAT_DATA_UINT64 },
122         { "cache_hiwater_bytes",                KSTAT_DATA_UINT64 },
123         { "cache_total_evicts",                 KSTAT_DATA_UINT64 },
124         { { "cache_levels_N",                   KSTAT_DATA_UINT64 } },
125         { { "cache_levels_bytes_N",             KSTAT_DATA_UINT64 } },
126         { "hash_hits",                          KSTAT_DATA_UINT64 },
127         { "hash_misses",                        KSTAT_DATA_UINT64 },
128         { "hash_collisions",                    KSTAT_DATA_UINT64 },
129         { "hash_elements",                      KSTAT_DATA_UINT64 },
130         { "hash_elements_max",                  KSTAT_DATA_UINT64 },
131         { "hash_chains",                        KSTAT_DATA_UINT64 },
132         { "hash_chain_max",                     KSTAT_DATA_UINT64 },
133         { "hash_insert_race",                   KSTAT_DATA_UINT64 },
134         { "metadata_cache_count",               KSTAT_DATA_UINT64 },
135         { "metadata_cache_size_bytes",          KSTAT_DATA_UINT64 },
136         { "metadata_cache_size_bytes_max",      KSTAT_DATA_UINT64 },
137         { "metadata_cache_overflow",            KSTAT_DATA_UINT64 }
138 };
139
140 struct {
141         wmsum_t cache_count;
142         wmsum_t cache_total_evicts;
143         wmsum_t cache_levels[DN_MAX_LEVELS];
144         wmsum_t cache_levels_bytes[DN_MAX_LEVELS];
145         wmsum_t hash_hits;
146         wmsum_t hash_misses;
147         wmsum_t hash_collisions;
148         wmsum_t hash_chains;
149         wmsum_t hash_insert_race;
150         wmsum_t metadata_cache_count;
151         wmsum_t metadata_cache_overflow;
152 } dbuf_sums;
153
154 #define DBUF_STAT_INCR(stat, val)       \
155         wmsum_add(&dbuf_sums.stat, val);
156 #define DBUF_STAT_DECR(stat, val)       \
157         DBUF_STAT_INCR(stat, -(val));
158 #define DBUF_STAT_BUMP(stat)            \
159         DBUF_STAT_INCR(stat, 1);
160 #define DBUF_STAT_BUMPDOWN(stat)        \
161         DBUF_STAT_INCR(stat, -1);
162 #define DBUF_STAT_MAX(stat, v) {                                        \
163         uint64_t _m;                                                    \
164         while ((v) > (_m = dbuf_stats.stat.value.ui64) &&               \
165             (_m != atomic_cas_64(&dbuf_stats.stat.value.ui64, _m, (v))))\
166                 continue;                                               \
167 }
168
169 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
170 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
171 static void dbuf_sync_leaf_verify_bonus_dnode(dbuf_dirty_record_t *dr);
172 static int dbuf_read_verify_dnode_crypt(dmu_buf_impl_t *db, uint32_t flags);
173
174 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
175     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_sync,
176     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_async,
177     dmu_buf_t **clear_on_evict_dbufp);
178
179 /*
180  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
181  */
182 static kmem_cache_t *dbuf_kmem_cache;
183 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
184
185 static kthread_t *dbuf_cache_evict_thread;
186 static kmutex_t dbuf_evict_lock;
187 static kcondvar_t dbuf_evict_cv;
188 static boolean_t dbuf_evict_thread_exit;
189
190 /*
191  * There are two dbuf caches; each dbuf can only be in one of them at a time.
192  *
193  * 1. Cache of metadata dbufs, to help make read-heavy administrative commands
194  *    from /sbin/zfs run faster. The "metadata cache" specifically stores dbufs
195  *    that represent the metadata that describes filesystems/snapshots/
196  *    bookmarks/properties/etc. We only evict from this cache when we export a
197  *    pool, to short-circuit as much I/O as possible for all administrative
198  *    commands that need the metadata. There is no eviction policy for this
199  *    cache, because we try to only include types in it which would occupy a
200  *    very small amount of space per object but create a large impact on the
201  *    performance of these commands. Instead, after it reaches a maximum size
202  *    (which should only happen on very small memory systems with a very large
203  *    number of filesystem objects), we stop taking new dbufs into the
204  *    metadata cache, instead putting them in the normal dbuf cache.
205  *
206  * 2. LRU cache of dbufs. The dbuf cache maintains a list of dbufs that
207  *    are not currently held but have been recently released. These dbufs
208  *    are not eligible for arc eviction until they are aged out of the cache.
209  *    Dbufs that are aged out of the cache will be immediately destroyed and
210  *    become eligible for arc eviction.
211  *
212  * Dbufs are added to these caches once the last hold is released. If a dbuf is
213  * later accessed and still exists in the dbuf cache, then it will be removed
214  * from the cache and later re-added to the head of the cache.
215  *
216  * If a given dbuf meets the requirements for the metadata cache, it will go
217  * there, otherwise it will be considered for the generic LRU dbuf cache. The
218  * caches and the refcounts tracking their sizes are stored in an array indexed
219  * by those caches' matching enum values (from dbuf_cached_state_t).
220  */
221 typedef struct dbuf_cache {
222         multilist_t cache;
223         zfs_refcount_t size ____cacheline_aligned;
224 } dbuf_cache_t;
225 dbuf_cache_t dbuf_caches[DB_CACHE_MAX];
226
227 /* Size limits for the caches */
228 static unsigned long dbuf_cache_max_bytes = ULONG_MAX;
229 static unsigned long dbuf_metadata_cache_max_bytes = ULONG_MAX;
230
231 /* Set the default sizes of the caches to log2 fraction of arc size */
232 static int dbuf_cache_shift = 5;
233 static int dbuf_metadata_cache_shift = 6;
234
235 static unsigned long dbuf_cache_target_bytes(void);
236 static unsigned long dbuf_metadata_cache_target_bytes(void);
237
238 /*
239  * The LRU dbuf cache uses a three-stage eviction policy:
240  *      - A low water marker designates when the dbuf eviction thread
241  *      should stop evicting from the dbuf cache.
242  *      - When we reach the maximum size (aka mid water mark), we
243  *      signal the eviction thread to run.
244  *      - The high water mark indicates when the eviction thread
245  *      is unable to keep up with the incoming load and eviction must
246  *      happen in the context of the calling thread.
247  *
248  * The dbuf cache:
249  *                                                 (max size)
250  *                                      low water   mid water   hi water
251  * +----------------------------------------+----------+----------+
252  * |                                        |          |          |
253  * |                                        |          |          |
254  * |                                        |          |          |
255  * |                                        |          |          |
256  * +----------------------------------------+----------+----------+
257  *                                        stop        signal     evict
258  *                                      evicting     eviction   directly
259  *                                                    thread
260  *
261  * The high and low water marks indicate the operating range for the eviction
262  * thread. The low water mark is, by default, 90% of the total size of the
263  * cache and the high water mark is at 110% (both of these percentages can be
264  * changed by setting dbuf_cache_lowater_pct and dbuf_cache_hiwater_pct,
265  * respectively). The eviction thread will try to ensure that the cache remains
266  * within this range by waking up every second and checking if the cache is
267  * above the low water mark. The thread can also be woken up by callers adding
268  * elements into the cache if the cache is larger than the mid water (i.e max
269  * cache size). Once the eviction thread is woken up and eviction is required,
270  * it will continue evicting buffers until it's able to reduce the cache size
271  * to the low water mark. If the cache size continues to grow and hits the high
272  * water mark, then callers adding elements to the cache will begin to evict
273  * directly from the cache until the cache is no longer above the high water
274  * mark.
275  */
276
277 /*
278  * The percentage above and below the maximum cache size.
279  */
280 static uint_t dbuf_cache_hiwater_pct = 10;
281 static uint_t dbuf_cache_lowater_pct = 10;
282
283 static int
284 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
285 {
286         (void) unused, (void) kmflag;
287         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
288         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
289
290         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
291         rw_init(&db->db_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
292         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
293         multilist_link_init(&db->db_cache_link);
294         zfs_refcount_create(&db->db_holds);
295
296         return (0);
297 }
298
299 static void
300 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
301 {
302         (void) unused;
303         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
304         mutex_destroy(&db->db_mtx);
305         rw_destroy(&db->db_rwlock);
306         cv_destroy(&db->db_changed);
307         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
308         zfs_refcount_destroy(&db->db_holds);
309 }
310
311 /*
312  * dbuf hash table routines
313  */
314 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
315
316 /*
317  * We use Cityhash for this. It's fast, and has good hash properties without
318  * requiring any large static buffers.
319  */
320 static uint64_t
321 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
322 {
323         return (cityhash4((uintptr_t)os, obj, (uint64_t)lvl, blkid));
324 }
325
326 #define DTRACE_SET_STATE(db, why) \
327         DTRACE_PROBE2(dbuf__state_change, dmu_buf_impl_t *, db, \
328             const char *, why)
329
330 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
331         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
332         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
333         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
334         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
335
336 dmu_buf_impl_t *
337 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
338 {
339         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
340         uint64_t hv;
341         uint64_t idx;
342         dmu_buf_impl_t *db;
343
344         hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
345         idx = hv & h->hash_table_mask;
346
347         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
348         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
349                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
350                         mutex_enter(&db->db_mtx);
351                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
352                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
353                                 return (db);
354                         }
355                         mutex_exit(&db->db_mtx);
356                 }
357         }
358         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
359         return (NULL);
360 }
361
362 static dmu_buf_impl_t *
363 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
364 {
365         dnode_t *dn;
366         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
367
368         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
369                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
370                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
371                         db = dn->dn_bonus;
372                         mutex_enter(&db->db_mtx);
373                 }
374                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
375                 dnode_rele(dn, FTAG);
376         }
377         return (db);
378 }
379
380 /*
381  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
382  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
383  * will be returned and the new element will not be inserted.
384  * Otherwise returns NULL.
385  */
386 static dmu_buf_impl_t *
387 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
388 {
389         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
390         objset_t *os = db->db_objset;
391         uint64_t obj = db->db.db_object;
392         int level = db->db_level;
393         uint64_t blkid, hv, idx;
394         dmu_buf_impl_t *dbf;
395         uint32_t i;
396
397         blkid = db->db_blkid;
398         hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
399         idx = hv & h->hash_table_mask;
400
401         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
402         for (dbf = h->hash_table[idx], i = 0; dbf != NULL;
403             dbf = dbf->db_hash_next, i++) {
404                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
405                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
406                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
407                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
408                                 return (dbf);
409                         }
410                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
411                 }
412         }
413
414         if (i > 0) {
415                 DBUF_STAT_BUMP(hash_collisions);
416                 if (i == 1)
417                         DBUF_STAT_BUMP(hash_chains);
418
419                 DBUF_STAT_MAX(hash_chain_max, i);
420         }
421
422         mutex_enter(&db->db_mtx);
423         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
424         h->hash_table[idx] = db;
425         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
426         uint64_t he = atomic_inc_64_nv(&dbuf_stats.hash_elements.value.ui64);
427         DBUF_STAT_MAX(hash_elements_max, he);
428
429         return (NULL);
430 }
431
432 /*
433  * This returns whether this dbuf should be stored in the metadata cache, which
434  * is based on whether it's from one of the dnode types that store data related
435  * to traversing dataset hierarchies.
436  */
437 static boolean_t
438 dbuf_include_in_metadata_cache(dmu_buf_impl_t *db)
439 {
440         DB_DNODE_ENTER(db);
441         dmu_object_type_t type = DB_DNODE(db)->dn_type;
442         DB_DNODE_EXIT(db);
443
444         /* Check if this dbuf is one of the types we care about */
445         if (DMU_OT_IS_METADATA_CACHED(type)) {
446                 /* If we hit this, then we set something up wrong in dmu_ot */
447                 ASSERT(DMU_OT_IS_METADATA(type));
448
449                 /*
450                  * Sanity check for small-memory systems: don't allocate too
451                  * much memory for this purpose.
452                  */
453                 if (zfs_refcount_count(
454                     &dbuf_caches[DB_DBUF_METADATA_CACHE].size) >
455                     dbuf_metadata_cache_target_bytes()) {
456                         DBUF_STAT_BUMP(metadata_cache_overflow);
457                         return (B_FALSE);
458                 }
459
460                 return (B_TRUE);
461         }
462
463         return (B_FALSE);
464 }
465
466 /*
467  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
468  */
469 static void
470 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
471 {
472         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
473         uint64_t hv, idx;
474         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
475
476         hv = dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
477             db->db_level, db->db_blkid);
478         idx = hv & h->hash_table_mask;
479
480         /*
481          * We mustn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
482          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
483          */
484         ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
485         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
486         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
487
488         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
489         dbp = &h->hash_table[idx];
490         while ((dbf = *dbp) != db) {
491                 dbp = &dbf->db_hash_next;
492                 ASSERT(dbf != NULL);
493         }
494         *dbp = db->db_hash_next;
495         db->db_hash_next = NULL;
496         if (h->hash_table[idx] &&
497             h->hash_table[idx]->db_hash_next == NULL)
498                 DBUF_STAT_BUMPDOWN(hash_chains);
499         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
500         atomic_dec_64(&dbuf_stats.hash_elements.value.ui64);
501 }
502
503 typedef enum {
504         DBVU_EVICTING,
505         DBVU_NOT_EVICTING
506 } dbvu_verify_type_t;
507
508 static void
509 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
510 {
511 #ifdef ZFS_DEBUG
512         int64_t holds;
513
514         if (db->db_user == NULL)
515                 return;
516
517         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
518         ASSERT(db->db_level == 0);
519
520         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
521         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
522         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
523
524         holds = zfs_refcount_count(&db->db_holds);
525         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
526                 /*
527                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
528                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
529                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
530                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
531                  * during eviction even though db_mtx is held (see
532                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
533                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
534                  */
535                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
536         } else {
537                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
538                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
539                 else
540                         ASSERT3U(holds, >, 0);
541         }
542 #endif
543 }
544
545 static void
546 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
547 {
548         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
549
550         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
551
552         if (dbu == NULL)
553                 return;
554
555         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
556         db->db_user = NULL;
557
558 #ifdef ZFS_DEBUG
559         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
560                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
561 #endif
562
563         /*
564          * There are two eviction callbacks - one that we call synchronously
565          * and one that we invoke via a taskq.  The async one is useful for
566          * avoiding lock order reversals and limiting stack depth.
567          *
568          * Note that if we have a sync callback but no async callback,
569          * it's likely that the sync callback will free the structure
570          * containing the dbu.  In that case we need to take care to not
571          * dereference dbu after calling the sync evict func.
572          */
573         boolean_t has_async = (dbu->dbu_evict_func_async != NULL);
574
575         if (dbu->dbu_evict_func_sync != NULL)
576                 dbu->dbu_evict_func_sync(dbu);
577
578         if (has_async) {
579                 taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func_async,
580                     dbu, 0, &dbu->dbu_tqent);
581         }
582 }
583
584 boolean_t
585 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
586 {
587         /*
588          * Consider indirect blocks and spill blocks to be meta data.
589          */
590         if (db->db_level > 0 || db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
591                 return (B_TRUE);
592         } else {
593                 boolean_t is_metadata;
594
595                 DB_DNODE_ENTER(db);
596                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
597                 DB_DNODE_EXIT(db);
598
599                 return (is_metadata);
600         }
601 }
602
603 /*
604  * We want to exclude buffers that are on a special allocation class from
605  * L2ARC.
606  */
607 boolean_t
608 dbuf_is_l2cacheable(dmu_buf_impl_t *db)
609 {
610         vdev_t *vd = NULL;
611         zfs_cache_type_t cache = db->db_objset->os_secondary_cache;
612         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
613
614         if (bp != NULL && !BP_IS_HOLE(bp)) {
615                 uint64_t vdev = DVA_GET_VDEV(bp->blk_dva);
616                 vdev_t *rvd = db->db_objset->os_spa->spa_root_vdev;
617
618                 if (vdev < rvd->vdev_children)
619                         vd = rvd->vdev_child[vdev];
620
621                 if (cache == ZFS_CACHE_ALL ||
622                     (dbuf_is_metadata(db) && cache == ZFS_CACHE_METADATA)) {
623                         if (vd == NULL)
624                                 return (B_TRUE);
625
626                         if ((vd->vdev_alloc_bias != VDEV_BIAS_SPECIAL &&
627                             vd->vdev_alloc_bias != VDEV_BIAS_DEDUP) ||
628                             l2arc_exclude_special == 0)
629                                 return (B_TRUE);
630                 }
631         }
632
633         return (B_FALSE);
634 }
635
636 static inline boolean_t
637 dnode_level_is_l2cacheable(blkptr_t *bp, dnode_t *dn, int64_t level)
638 {
639         vdev_t *vd = NULL;
640         zfs_cache_type_t cache = dn->dn_objset->os_secondary_cache;
641
642         if (bp != NULL && !BP_IS_HOLE(bp)) {
643                 uint64_t vdev = DVA_GET_VDEV(bp->blk_dva);
644                 vdev_t *rvd = dn->dn_objset->os_spa->spa_root_vdev;
645
646                 if (vdev < rvd->vdev_children)
647                         vd = rvd->vdev_child[vdev];
648
649                 if (cache == ZFS_CACHE_ALL || ((level > 0 ||
650                     DMU_OT_IS_METADATA(dn->dn_handle->dnh_dnode->dn_type)) &&
651                     cache == ZFS_CACHE_METADATA)) {
652                         if (vd == NULL)
653                                 return (B_TRUE);
654
655                         if ((vd->vdev_alloc_bias != VDEV_BIAS_SPECIAL &&
656                             vd->vdev_alloc_bias != VDEV_BIAS_DEDUP) ||
657                             l2arc_exclude_special == 0)
658                                 return (B_TRUE);
659                 }
660         }
661
662         return (B_FALSE);
663 }
664
665
666 /*
667  * This function *must* return indices evenly distributed between all
668  * sublists of the multilist. This is needed due to how the dbuf eviction
669  * code is laid out; dbuf_evict_thread() assumes dbufs are evenly
670  * distributed between all sublists and uses this assumption when
671  * deciding which sublist to evict from and how much to evict from it.
672  */
673 static unsigned int
674 dbuf_cache_multilist_index_func(multilist_t *ml, void *obj)
675 {
676         dmu_buf_impl_t *db = obj;
677
678         /*
679          * The assumption here, is the hash value for a given
680          * dmu_buf_impl_t will remain constant throughout it's lifetime
681          * (i.e. it's objset, object, level and blkid fields don't change).
682          * Thus, we don't need to store the dbuf's sublist index
683          * on insertion, as this index can be recalculated on removal.
684          *
685          * Also, the low order bits of the hash value are thought to be
686          * distributed evenly. Otherwise, in the case that the multilist
687          * has a power of two number of sublists, each sublists' usage
688          * would not be evenly distributed. In this context full 64bit
689          * division would be a waste of time, so limit it to 32 bits.
690          */
691         return ((unsigned int)dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
692             db->db_level, db->db_blkid) %
693             multilist_get_num_sublists(ml));
694 }
695
696 /*
697  * The target size of the dbuf cache can grow with the ARC target,
698  * unless limited by the tunable dbuf_cache_max_bytes.
699  */
700 static inline unsigned long
701 dbuf_cache_target_bytes(void)
702 {
703         return (MIN(dbuf_cache_max_bytes,
704             arc_target_bytes() >> dbuf_cache_shift));
705 }
706
707 /*
708  * The target size of the dbuf metadata cache can grow with the ARC target,
709  * unless limited by the tunable dbuf_metadata_cache_max_bytes.
710  */
711 static inline unsigned long
712 dbuf_metadata_cache_target_bytes(void)
713 {
714         return (MIN(dbuf_metadata_cache_max_bytes,
715             arc_target_bytes() >> dbuf_metadata_cache_shift));
716 }
717
718 static inline uint64_t
719 dbuf_cache_hiwater_bytes(void)
720 {
721         uint64_t dbuf_cache_target = dbuf_cache_target_bytes();
722         return (dbuf_cache_target +
723             (dbuf_cache_target * dbuf_cache_hiwater_pct) / 100);
724 }
725
726 static inline uint64_t
727 dbuf_cache_lowater_bytes(void)
728 {
729         uint64_t dbuf_cache_target = dbuf_cache_target_bytes();
730         return (dbuf_cache_target -
731             (dbuf_cache_target * dbuf_cache_lowater_pct) / 100);
732 }
733
734 static inline boolean_t
735 dbuf_cache_above_lowater(void)
736 {
737         return (zfs_refcount_count(&dbuf_caches[DB_DBUF_CACHE].size) >
738             dbuf_cache_lowater_bytes());
739 }
740
741 /*
742  * Evict the oldest eligible dbuf from the dbuf cache.
743  */
744 static void
745 dbuf_evict_one(void)
746 {
747         int idx = multilist_get_random_index(&dbuf_caches[DB_DBUF_CACHE].cache);
748         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock(
749             &dbuf_caches[DB_DBUF_CACHE].cache, idx);
750
751         ASSERT(!MUTEX_HELD(&dbuf_evict_lock));
752
753         dmu_buf_impl_t *db = multilist_sublist_tail(mls);
754         while (db != NULL && mutex_tryenter(&db->db_mtx) == 0) {
755                 db = multilist_sublist_prev(mls, db);
756         }
757
758         DTRACE_PROBE2(dbuf__evict__one, dmu_buf_impl_t *, db,
759             multilist_sublist_t *, mls);
760
761         if (db != NULL) {
762                 multilist_sublist_remove(mls, db);
763                 multilist_sublist_unlock(mls);
764                 (void) zfs_refcount_remove_many(
765                     &dbuf_caches[DB_DBUF_CACHE].size, db->db.db_size, db);
766                 DBUF_STAT_BUMPDOWN(cache_levels[db->db_level]);
767                 DBUF_STAT_BUMPDOWN(cache_count);
768                 DBUF_STAT_DECR(cache_levels_bytes[db->db_level],
769                     db->db.db_size);
770                 ASSERT3U(db->db_caching_status, ==, DB_DBUF_CACHE);
771                 db->db_caching_status = DB_NO_CACHE;
772                 dbuf_destroy(db);
773                 DBUF_STAT_BUMP(cache_total_evicts);
774         } else {
775                 multilist_sublist_unlock(mls);
776         }
777 }
778
779 /*
780  * The dbuf evict thread is responsible for aging out dbufs from the
781  * cache. Once the cache has reached it's maximum size, dbufs are removed
782  * and destroyed. The eviction thread will continue running until the size
783  * of the dbuf cache is at or below the maximum size. Once the dbuf is aged
784  * out of the cache it is destroyed and becomes eligible for arc eviction.
785  */
786 static void
787 dbuf_evict_thread(void *unused)
788 {
789         (void) unused;
790         callb_cpr_t cpr;
791
792         CALLB_CPR_INIT(&cpr, &dbuf_evict_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
793
794         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
795         while (!dbuf_evict_thread_exit) {
796                 while (!dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
797                         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
798                         (void) cv_timedwait_idle_hires(&dbuf_evict_cv,
799                             &dbuf_evict_lock, SEC2NSEC(1), MSEC2NSEC(1), 0);
800                         CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &dbuf_evict_lock);
801                 }
802                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
803
804                 /*
805                  * Keep evicting as long as we're above the low water mark
806                  * for the cache. We do this without holding the locks to
807                  * minimize lock contention.
808                  */
809                 while (dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
810                         dbuf_evict_one();
811                 }
812
813                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
814         }
815
816         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
817         cv_broadcast(&dbuf_evict_cv);
818         CALLB_CPR_EXIT(&cpr);   /* drops dbuf_evict_lock */
819         thread_exit();
820 }
821
822 /*
823  * Wake up the dbuf eviction thread if the dbuf cache is at its max size.
824  * If the dbuf cache is at its high water mark, then evict a dbuf from the
825  * dbuf cache using the callers context.
826  */
827 static void
828 dbuf_evict_notify(uint64_t size)
829 {
830         /*
831          * We check if we should evict without holding the dbuf_evict_lock,
832          * because it's OK to occasionally make the wrong decision here,
833          * and grabbing the lock results in massive lock contention.
834          */
835         if (size > dbuf_cache_target_bytes()) {
836                 if (size > dbuf_cache_hiwater_bytes())
837                         dbuf_evict_one();
838                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
839         }
840 }
841
842 static int
843 dbuf_kstat_update(kstat_t *ksp, int rw)
844 {
845         dbuf_stats_t *ds = ksp->ks_data;
846
847         if (rw == KSTAT_WRITE)
848                 return (SET_ERROR(EACCES));
849
850         ds->cache_count.value.ui64 =
851             wmsum_value(&dbuf_sums.cache_count);
852         ds->cache_size_bytes.value.ui64 =
853             zfs_refcount_count(&dbuf_caches[DB_DBUF_CACHE].size);
854         ds->cache_target_bytes.value.ui64 = dbuf_cache_target_bytes();
855         ds->cache_hiwater_bytes.value.ui64 = dbuf_cache_hiwater_bytes();
856         ds->cache_lowater_bytes.value.ui64 = dbuf_cache_lowater_bytes();
857         ds->cache_total_evicts.value.ui64 =
858             wmsum_value(&dbuf_sums.cache_total_evicts);
859         for (int i = 0; i < DN_MAX_LEVELS; i++) {
860                 ds->cache_levels[i].value.ui64 =
861                     wmsum_value(&dbuf_sums.cache_levels[i]);
862                 ds->cache_levels_bytes[i].value.ui64 =
863                     wmsum_value(&dbuf_sums.cache_levels_bytes[i]);
864         }
865         ds->hash_hits.value.ui64 =
866             wmsum_value(&dbuf_sums.hash_hits);
867         ds->hash_misses.value.ui64 =
868             wmsum_value(&dbuf_sums.hash_misses);
869         ds->hash_collisions.value.ui64 =
870             wmsum_value(&dbuf_sums.hash_collisions);
871         ds->hash_chains.value.ui64 =
872             wmsum_value(&dbuf_sums.hash_chains);
873         ds->hash_insert_race.value.ui64 =
874             wmsum_value(&dbuf_sums.hash_insert_race);
875         ds->metadata_cache_count.value.ui64 =
876             wmsum_value(&dbuf_sums.metadata_cache_count);
877         ds->metadata_cache_size_bytes.value.ui64 = zfs_refcount_count(
878             &dbuf_caches[DB_DBUF_METADATA_CACHE].size);
879         ds->metadata_cache_overflow.value.ui64 =
880             wmsum_value(&dbuf_sums.metadata_cache_overflow);
881         return (0);
882 }
883
884 void
885 dbuf_init(void)
886 {
887         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
888         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
889         int i;
890
891         /*
892          * The hash table is big enough to fill one eighth of physical memory
893          * with an average block size of zfs_arc_average_blocksize (default 8K).
894          * By default, the table will take up
895          * totalmem * sizeof(void*) / 8K (1MB per GB with 8-byte pointers).
896          */
897         while (hsize * zfs_arc_average_blocksize < arc_all_memory() / 8)
898                 hsize <<= 1;
899
900 retry:
901         h->hash_table_mask = hsize - 1;
902 #if defined(_KERNEL)
903         /*
904          * Large allocations which do not require contiguous pages
905          * should be using vmem_alloc() in the linux kernel
906          */
907         h->hash_table = vmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_SLEEP);
908 #else
909         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
910 #endif
911         if (h->hash_table == NULL) {
912                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
913                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
914                 hsize >>= 1;
915                 goto retry;
916         }
917
918         dbuf_kmem_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
919             sizeof (dmu_buf_impl_t),
920             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
921
922         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
923                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
924
925         dbuf_stats_init(h);
926
927         /*
928          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
929          * configuration is not required.
930          */
931         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, defclsyspri, 0, 0, 0);
932
933         for (dbuf_cached_state_t dcs = 0; dcs < DB_CACHE_MAX; dcs++) {
934                 multilist_create(&dbuf_caches[dcs].cache,
935                     sizeof (dmu_buf_impl_t),
936                     offsetof(dmu_buf_impl_t, db_cache_link),
937                     dbuf_cache_multilist_index_func);
938                 zfs_refcount_create(&dbuf_caches[dcs].size);
939         }
940
941         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
942         mutex_init(&dbuf_evict_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
943         cv_init(&dbuf_evict_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
944         dbuf_cache_evict_thread = thread_create(NULL, 0, dbuf_evict_thread,
945             NULL, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
946
947         wmsum_init(&dbuf_sums.cache_count, 0);
948         wmsum_init(&dbuf_sums.cache_total_evicts, 0);
949         for (i = 0; i < DN_MAX_LEVELS; i++) {
950                 wmsum_init(&dbuf_sums.cache_levels[i], 0);
951                 wmsum_init(&dbuf_sums.cache_levels_bytes[i], 0);
952         }
953         wmsum_init(&dbuf_sums.hash_hits, 0);
954         wmsum_init(&dbuf_sums.hash_misses, 0);
955         wmsum_init(&dbuf_sums.hash_collisions, 0);
956         wmsum_init(&dbuf_sums.hash_chains, 0);
957         wmsum_init(&dbuf_sums.hash_insert_race, 0);
958         wmsum_init(&dbuf_sums.metadata_cache_count, 0);
959         wmsum_init(&dbuf_sums.metadata_cache_overflow, 0);
960
961         dbuf_ksp = kstat_create("zfs", 0, "dbufstats", "misc",
962             KSTAT_TYPE_NAMED, sizeof (dbuf_stats) / sizeof (kstat_named_t),
963             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
964         if (dbuf_ksp != NULL) {
965                 for (i = 0; i < DN_MAX_LEVELS; i++) {
966                         snprintf(dbuf_stats.cache_levels[i].name,
967                             KSTAT_STRLEN, "cache_level_%d", i);
968                         dbuf_stats.cache_levels[i].data_type =
969                             KSTAT_DATA_UINT64;
970                         snprintf(dbuf_stats.cache_levels_bytes[i].name,
971                             KSTAT_STRLEN, "cache_level_%d_bytes", i);
972                         dbuf_stats.cache_levels_bytes[i].data_type =
973                             KSTAT_DATA_UINT64;
974                 }
975                 dbuf_ksp->ks_data = &dbuf_stats;
976                 dbuf_ksp->ks_update = dbuf_kstat_update;
977                 kstat_install(dbuf_ksp);
978         }
979 }
980
981 void
982 dbuf_fini(void)
983 {
984         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
985         int i;
986
987         dbuf_stats_destroy();
988
989         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
990                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
991 #if defined(_KERNEL)
992         /*
993          * Large allocations which do not require contiguous pages
994          * should be using vmem_free() in the linux kernel
995          */
996         vmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
997 #else
998         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
999 #endif
1000         kmem_cache_destroy(dbuf_kmem_cache);
1001         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
1002
1003         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
1004         dbuf_evict_thread_exit = B_TRUE;
1005         while (dbuf_evict_thread_exit) {
1006                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
1007                 cv_wait(&dbuf_evict_cv, &dbuf_evict_lock);
1008         }
1009         mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
1010
1011         mutex_destroy(&dbuf_evict_lock);
1012         cv_destroy(&dbuf_evict_cv);
1013
1014         for (dbuf_cached_state_t dcs = 0; dcs < DB_CACHE_MAX; dcs++) {
1015                 zfs_refcount_destroy(&dbuf_caches[dcs].size);
1016                 multilist_destroy(&dbuf_caches[dcs].cache);
1017         }
1018
1019         if (dbuf_ksp != NULL) {
1020                 kstat_delete(dbuf_ksp);
1021                 dbuf_ksp = NULL;
1022         }
1023
1024         wmsum_fini(&dbuf_sums.cache_count);
1025         wmsum_fini(&dbuf_sums.cache_total_evicts);
1026         for (i = 0; i < DN_MAX_LEVELS; i++) {
1027                 wmsum_fini(&dbuf_sums.cache_levels[i]);
1028                 wmsum_fini(&dbuf_sums.cache_levels_bytes[i]);
1029         }
1030         wmsum_fini(&dbuf_sums.hash_hits);
1031         wmsum_fini(&dbuf_sums.hash_misses);
1032         wmsum_fini(&dbuf_sums.hash_collisions);
1033         wmsum_fini(&dbuf_sums.hash_chains);
1034         wmsum_fini(&dbuf_sums.hash_insert_race);
1035         wmsum_fini(&dbuf_sums.metadata_cache_count);
1036         wmsum_fini(&dbuf_sums.metadata_cache_overflow);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Other stuff.
1041  */
1042
1043 #ifdef ZFS_DEBUG
1044 static void
1045 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
1046 {
1047         dnode_t *dn;
1048         dbuf_dirty_record_t *dr;
1049         uint32_t txg_prev;
1050
1051         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1052
1053         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
1054                 return;
1055
1056         ASSERT(db->db_objset != NULL);
1057         DB_DNODE_ENTER(db);
1058         dn = DB_DNODE(db);
1059         if (dn == NULL) {
1060                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
1061                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
1062         } else {
1063                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
1064                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
1065                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
1066                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1067                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1068                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1069         }
1070         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1071                 ASSERT(dn != NULL);
1072                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
1073                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
1074         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1075                 ASSERT(dn != NULL);
1076                 ASSERT0(db->db.db_offset);
1077         } else {
1078                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
1079         }
1080
1081         if ((dr = list_head(&db->db_dirty_records)) != NULL) {
1082                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1083                 txg_prev = dr->dr_txg;
1084                 for (dr = list_next(&db->db_dirty_records, dr); dr != NULL;
1085                     dr = list_next(&db->db_dirty_records, dr)) {
1086                         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1087                         ASSERT(txg_prev > dr->dr_txg);
1088                         txg_prev = dr->dr_txg;
1089                 }
1090         }
1091
1092         /*
1093          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
1094          * can be momentarily different when another thread is doing
1095          * dnode_set_blksz().
1096          */
1097         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1098                 dr = db->db_data_pending;
1099                 /*
1100                  * It should only be modified in syncing context, so
1101                  * make sure we only have one copy of the data.
1102                  */
1103                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
1104         }
1105
1106         /* verify db->db_blkptr */
1107         if (db->db_blkptr) {
1108                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1109                         /* db is pointed to by the dnode */
1110                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
1111                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
1112                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
1113                         else
1114                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
1115                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
1116                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
1117                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
1118                 } else {
1119                         /* db is pointed to by an indirect block */
1120                         int epb __maybe_unused = db->db_parent->db.db_size >>
1121                             SPA_BLKPTRSHIFT;
1122                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
1123                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
1124                             db->db.db_object);
1125                         /*
1126                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
1127                          * have the parent's rwlock.  XXX indblksz no longer
1128                          * grows.  safe to do this now?
1129                          */
1130                         if (RW_LOCK_HELD(&db->db_parent->db_rwlock)) {
1131                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
1132                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
1133                                     db->db_blkid % epb));
1134                         }
1135                 }
1136         }
1137         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
1138             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
1139             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1140             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
1141                 /*
1142                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
1143                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
1144                  * data when we evict this buffer.
1145                  *
1146                  * There is an exception to this rule for indirect blocks; in
1147                  * this case, if the indirect block is a hole, we fill in a few
1148                  * fields on each of the child blocks (importantly, birth time)
1149                  * to prevent hole birth times from being lost when you
1150                  * partially fill in a hole.
1151                  */
1152                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
1153                         if (db->db_level == 0) {
1154                                 uint64_t *buf = db->db.db_data;
1155                                 int i;
1156
1157                                 for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
1158                                         ASSERT(buf[i] == 0);
1159                                 }
1160                         } else {
1161                                 blkptr_t *bps = db->db.db_data;
1162                                 ASSERT3U(1 << DB_DNODE(db)->dn_indblkshift, ==,
1163                                     db->db.db_size);
1164                                 /*
1165                                  * We want to verify that all the blkptrs in the
1166                                  * indirect block are holes, but we may have
1167                                  * automatically set up a few fields for them.
1168                                  * We iterate through each blkptr and verify
1169                                  * they only have those fields set.
1170                                  */
1171                                 for (int i = 0;
1172                                     i < db->db.db_size / sizeof (blkptr_t);
1173                                     i++) {
1174                                         blkptr_t *bp = &bps[i];
1175                                         ASSERT(ZIO_CHECKSUM_IS_ZERO(
1176                                             &bp->blk_cksum));
1177                                         ASSERT(
1178                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[0]) &&
1179                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[1]) &&
1180                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[2]));
1181                                         ASSERT0(bp->blk_fill);
1182                                         ASSERT0(bp->blk_pad[0]);
1183                                         ASSERT0(bp->blk_pad[1]);
1184                                         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
1185                                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1186                                         ASSERT0(bp->blk_phys_birth);
1187                                 }
1188                         }
1189                 }
1190         }
1191         DB_DNODE_EXIT(db);
1192 }
1193 #endif
1194
1195 static void
1196 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
1197 {
1198         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1199         dbuf_evict_user(db);
1200         ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
1201         db->db.db_data = NULL;
1202         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1203                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1204                 DTRACE_SET_STATE(db, "clear data");
1205         }
1206 }
1207
1208 static void
1209 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
1210 {
1211         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1212         ASSERT(buf != NULL);
1213
1214         db->db_buf = buf;
1215         ASSERT(buf->b_data != NULL);
1216         db->db.db_data = buf->b_data;
1217 }
1218
1219 static arc_buf_t *
1220 dbuf_alloc_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
1221 {
1222         spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1223
1224         return (arc_alloc_buf(spa, db, DBUF_GET_BUFC_TYPE(db), db->db.db_size));
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
1229  */
1230 arc_buf_t *
1231 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
1232 {
1233         arc_buf_t *abuf;
1234
1235         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1236         mutex_enter(&db->db_mtx);
1237         if (arc_released(db->db_buf) || zfs_refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
1238                 int blksz = db->db.db_size;
1239                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1240
1241                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1242                 abuf = arc_loan_buf(spa, B_FALSE, blksz);
1243                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
1244         } else {
1245                 abuf = db->db_buf;
1246                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
1247                 db->db_buf = NULL;
1248                 dbuf_clear_data(db);
1249                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1250         }
1251         return (abuf);
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
1256  * provided.
1257  */
1258 uint64_t
1259 dbuf_whichblock(const dnode_t *dn, const int64_t level, const uint64_t offset)
1260 {
1261         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
1262                 /*
1263                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
1264                  * the number of level 0s in a level n block.
1265                  *
1266                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
1267                  * offset / 2^datablkshift.
1268                  *
1269                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
1270                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
1271                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
1272                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
1273                  *
1274                  * Thus, the level n blkid is: offset /
1275                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift-SPA_BLKPTRSHIFT))))
1276                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
1277                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
1278                  * = offset >> (datablkshift + level *
1279                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
1280                  */
1281
1282                 const unsigned exp = dn->dn_datablkshift +
1283                     level * (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT);
1284
1285                 if (exp >= 8 * sizeof (offset)) {
1286                         /* This only happens on the highest indirection level */
1287                         ASSERT3U(level, ==, dn->dn_nlevels - 1);
1288                         return (0);
1289                 }
1290
1291                 ASSERT3U(exp, <, 8 * sizeof (offset));
1292
1293                 return (offset >> exp);
1294         } else {
1295                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
1296                 return (0);
1297         }
1298 }
1299
1300 /*
1301  * This function is used to lock the parent of the provided dbuf. This should be
1302  * used when modifying or reading db_blkptr.
1303  */
1304 db_lock_type_t
1305 dmu_buf_lock_parent(dmu_buf_impl_t *db, krw_t rw, void *tag)
1306 {
1307         enum db_lock_type ret = DLT_NONE;
1308         if (db->db_parent != NULL) {
1309                 rw_enter(&db->db_parent->db_rwlock, rw);
1310                 ret = DLT_PARENT;
1311         } else if (dmu_objset_ds(db->db_objset) != NULL) {
1312                 rrw_enter(&dmu_objset_ds(db->db_objset)->ds_bp_rwlock, rw,
1313                     tag);
1314                 ret = DLT_OBJSET;
1315         }
1316         /*
1317          * We only return a DLT_NONE lock when it's the top-most indirect block
1318          * of the meta-dnode of the MOS.
1319          */
1320         return (ret);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * We need to pass the lock type in because it's possible that the block will
1325  * move from being the topmost indirect block in a dnode (and thus, have no
1326  * parent) to not the top-most via an indirection increase. This would cause a
1327  * panic if we didn't pass the lock type in.
1328  */
1329 void
1330 dmu_buf_unlock_parent(dmu_buf_impl_t *db, db_lock_type_t type, void *tag)
1331 {
1332         if (type == DLT_PARENT)
1333                 rw_exit(&db->db_parent->db_rwlock);
1334         else if (type == DLT_OBJSET)
1335                 rrw_exit(&dmu_objset_ds(db->db_objset)->ds_bp_rwlock, tag);
1336 }
1337
1338 static void
1339 dbuf_read_done(zio_t *zio, const zbookmark_phys_t *zb, const blkptr_t *bp,
1340     arc_buf_t *buf, void *vdb)
1341 {
1342         (void) zb, (void) bp;
1343         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
1344
1345         mutex_enter(&db->db_mtx);
1346         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
1347         /*
1348          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
1349          */
1350         ASSERT(zfs_refcount_count(&db->db_holds) > 0);
1351         ASSERT(db->db_buf == NULL);
1352         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1353         if (buf == NULL) {
1354                 /* i/o error */
1355                 ASSERT(zio == NULL || zio->io_error != 0);
1356                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1357                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
1358                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1359                 DTRACE_SET_STATE(db, "i/o error");
1360         } else if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1361                 /* freed in flight */
1362                 ASSERT(zio == NULL || zio->io_error == 0);
1363                 arc_release(buf, db);
1364                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
1365                 arc_buf_freeze(buf);
1366                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1367                 dbuf_set_data(db, buf);
1368                 db->db_state = DB_CACHED;
1369                 DTRACE_SET_STATE(db, "freed in flight");
1370         } else {
1371                 /* success */
1372                 ASSERT(zio == NULL || zio->io_error == 0);
1373                 dbuf_set_data(db, buf);
1374                 db->db_state = DB_CACHED;
1375                 DTRACE_SET_STATE(db, "successful read");
1376         }
1377         cv_broadcast(&db->db_changed);
1378         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL, B_FALSE);
1379 }
1380
1381 /*
1382  * Shortcut for performing reads on bonus dbufs.  Returns
1383  * an error if we fail to verify the dnode associated with
1384  * a decrypted block. Otherwise success.
1385  */
1386 static int
1387 dbuf_read_bonus(dmu_buf_impl_t *db, dnode_t *dn, uint32_t flags)
1388 {
1389         int bonuslen, max_bonuslen, err;
1390
1391         err = dbuf_read_verify_dnode_crypt(db, flags);
1392         if (err)
1393                 return (err);
1394
1395         bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
1396         max_bonuslen = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots);
1397         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1398         ASSERT(DB_DNODE_HELD(db));
1399         ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
1400         db->db.db_data = kmem_alloc(max_bonuslen, KM_SLEEP);
1401         arc_space_consume(max_bonuslen, ARC_SPACE_BONUS);
1402         if (bonuslen < max_bonuslen)
1403                 bzero(db->db.db_data, max_bonuslen);
1404         if (bonuslen)
1405                 bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
1406         db->db_state = DB_CACHED;
1407         DTRACE_SET_STATE(db, "bonus buffer filled");
1408         return (0);
1409 }
1410
1411 static void
1412 dbuf_handle_indirect_hole(dmu_buf_impl_t *db, dnode_t *dn)
1413 {
1414         blkptr_t *bps = db->db.db_data;
1415         uint32_t indbs = 1ULL << dn->dn_indblkshift;
1416         int n_bps = indbs >> SPA_BLKPTRSHIFT;
1417
1418         for (int i = 0; i < n_bps; i++) {
1419                 blkptr_t *bp = &bps[i];
1420
1421                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==, indbs);
1422                 BP_SET_LSIZE(bp, BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) == 1 ?
1423                     dn->dn_datablksz : BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr));
1424                 BP_SET_TYPE(bp, BP_GET_TYPE(db->db_blkptr));
1425                 BP_SET_LEVEL(bp, BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) - 1);
1426                 BP_SET_BIRTH(bp, db->db_blkptr->blk_birth, 0);
1427         }
1428 }
1429
1430 /*
1431  * Handle reads on dbufs that are holes, if necessary.  This function
1432  * requires that the dbuf's mutex is held. Returns success (0) if action
1433  * was taken, ENOENT if no action was taken.
1434  */
1435 static int
1436 dbuf_read_hole(dmu_buf_impl_t *db, dnode_t *dn)
1437 {
1438         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1439
1440         int is_hole = db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr);
1441         /*
1442          * For level 0 blocks only, if the above check fails:
1443          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
1444          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
1445          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
1446          */
1447         if (!is_hole && db->db_level == 0) {
1448                 is_hole = dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
1449                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr);
1450         }
1451
1452         if (is_hole) {
1453                 dbuf_set_data(db, dbuf_alloc_arcbuf(db));
1454                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1455
1456                 if (db->db_blkptr != NULL && db->db_level > 0 &&
1457                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
1458                     db->db_blkptr->blk_birth != 0) {
1459                         dbuf_handle_indirect_hole(db, dn);
1460                 }
1461                 db->db_state = DB_CACHED;
1462                 DTRACE_SET_STATE(db, "hole read satisfied");
1463                 return (0);
1464         }
1465         return (ENOENT);
1466 }
1467
1468 /*
1469  * This function ensures that, when doing a decrypting read of a block,
1470  * we make sure we have decrypted the dnode associated with it. We must do
1471  * this so that we ensure we are fully authenticating the checksum-of-MACs
1472  * tree from the root of the objset down to this block. Indirect blocks are
1473  * always verified against their secure checksum-of-MACs assuming that the
1474  * dnode containing them is correct. Now that we are doing a decrypting read,
1475  * we can be sure that the key is loaded and verify that assumption. This is
1476  * especially important considering that we always read encrypted dnode
1477  * blocks as raw data (without verifying their MACs) to start, and
1478  * decrypt / authenticate them when we need to read an encrypted bonus buffer.
1479  */
1480 static int
1481 dbuf_read_verify_dnode_crypt(dmu_buf_impl_t *db, uint32_t flags)
1482 {
1483         int err = 0;
1484         objset_t *os = db->db_objset;
1485         arc_buf_t *dnode_abuf;
1486         dnode_t *dn;
1487         zbookmark_phys_t zb;
1488
1489         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1490
1491         if (!os->os_encrypted || os->os_raw_receive ||
1492             (flags & DB_RF_NO_DECRYPT) != 0)
1493                 return (0);
1494
1495         DB_DNODE_ENTER(db);
1496         dn = DB_DNODE(db);
1497         dnode_abuf = (dn->dn_dbuf != NULL) ? dn->dn_dbuf->db_buf : NULL;
1498
1499         if (dnode_abuf == NULL || !arc_is_encrypted(dnode_abuf)) {
1500                 DB_DNODE_EXIT(db);
1501                 return (0);
1502         }
1503
1504         SET_BOOKMARK(&zb, dmu_objset_id(os),
1505             DMU_META_DNODE_OBJECT, 0, dn->dn_dbuf->db_blkid);
1506         err = arc_untransform(dnode_abuf, os->os_spa, &zb, B_TRUE);
1507
1508         /*
1509          * An error code of EACCES tells us that the key is still not
1510          * available. This is ok if we are only reading authenticated
1511          * (and therefore non-encrypted) blocks.
1512          */
1513         if (err == EACCES && ((db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1514             !DMU_OT_IS_ENCRYPTED(dn->dn_type)) ||
1515             (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID &&
1516             !DMU_OT_IS_ENCRYPTED(dn->dn_bonustype))))
1517                 err = 0;
1518
1519         DB_DNODE_EXIT(db);
1520
1521         return (err);
1522 }
1523
1524 /*
1525  * Drops db_mtx and the parent lock specified by dblt and tag before
1526  * returning.
1527  */
1528 static int
1529 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags,
1530     db_lock_type_t dblt, void *tag)
1531 {
1532         dnode_t *dn;
1533         zbookmark_phys_t zb;
1534         uint32_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
1535         int err, zio_flags;
1536
1537         err = zio_flags = 0;
1538         DB_DNODE_ENTER(db);
1539         dn = DB_DNODE(db);
1540         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
1541         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1542         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
1543         ASSERT(db->db_buf == NULL);
1544         ASSERT(db->db_parent == NULL ||
1545             RW_LOCK_HELD(&db->db_parent->db_rwlock));
1546
1547         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1548                 err = dbuf_read_bonus(db, dn, flags);
1549                 goto early_unlock;
1550         }
1551
1552         err = dbuf_read_hole(db, dn);
1553         if (err == 0)
1554                 goto early_unlock;
1555
1556         /*
1557          * Any attempt to read a redacted block should result in an error. This
1558          * will never happen under normal conditions, but can be useful for
1559          * debugging purposes.
1560          */
1561         if (BP_IS_REDACTED(db->db_blkptr)) {
1562                 ASSERT(dsl_dataset_feature_is_active(
1563                     db->db_objset->os_dsl_dataset,
1564                     SPA_FEATURE_REDACTED_DATASETS));
1565                 err = SET_ERROR(EIO);
1566                 goto early_unlock;
1567         }
1568
1569         SET_BOOKMARK(&zb, dmu_objset_id(db->db_objset),
1570             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1571
1572         /*
1573          * All bps of an encrypted os should have the encryption bit set.
1574          * If this is not true it indicates tampering and we report an error.
1575          */
1576         if (db->db_objset->os_encrypted && !BP_USES_CRYPT(db->db_blkptr)) {
1577                 spa_log_error(db->db_objset->os_spa, &zb);
1578                 zfs_panic_recover("unencrypted block in encrypted "
1579                     "object set %llu", dmu_objset_id(db->db_objset));
1580                 err = SET_ERROR(EIO);
1581                 goto early_unlock;
1582         }
1583
1584         err = dbuf_read_verify_dnode_crypt(db, flags);
1585         if (err != 0)
1586                 goto early_unlock;
1587
1588         DB_DNODE_EXIT(db);
1589
1590         db->db_state = DB_READ;
1591         DTRACE_SET_STATE(db, "read issued");
1592         mutex_exit(&db->db_mtx);
1593
1594         if (dbuf_is_l2cacheable(db))
1595                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
1596
1597         dbuf_add_ref(db, NULL);
1598
1599         zio_flags = (flags & DB_RF_CANFAIL) ?
1600             ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED;
1601
1602         if ((flags & DB_RF_NO_DECRYPT) && BP_IS_PROTECTED(db->db_blkptr))
1603                 zio_flags |= ZIO_FLAG_RAW;
1604         /*
1605          * The zio layer will copy the provided blkptr later, but we need to
1606          * do this now so that we can release the parent's rwlock. We have to
1607          * do that now so that if dbuf_read_done is called synchronously (on
1608          * an l1 cache hit) we don't acquire the db_mtx while holding the
1609          * parent's rwlock, which would be a lock ordering violation.
1610          */
1611         blkptr_t bp = *db->db_blkptr;
1612         dmu_buf_unlock_parent(db, dblt, tag);
1613         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, &bp,
1614             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ, zio_flags,
1615             &aflags, &zb);
1616         return (err);
1617 early_unlock:
1618         DB_DNODE_EXIT(db);
1619         mutex_exit(&db->db_mtx);
1620         dmu_buf_unlock_parent(db, dblt, tag);
1621         return (err);
1622 }
1623
1624 /*
1625  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of buffers that
1626  * have been modified in a previous transaction group before we access them in
1627  * the current active group.
1628  *
1629  * This function is used in three places: when we are dirtying a buffer for the
1630  * first time in a txg, when we are freeing a range in a dnode that includes
1631  * this buffer, and when we are accessing a buffer which was received compressed
1632  * and later referenced in a WRITE_BYREF record.
1633  *
1634  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do not put a hold on
1635  * the buffer, we just traverse the active dbuf list for the dnode.
1636  */
1637 static void
1638 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
1639 {
1640         dbuf_dirty_record_t *dr = list_head(&db->db_dirty_records);
1641
1642         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1643         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1644         ASSERT(db->db_level == 0);
1645         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1646
1647         if (dr == NULL ||
1648             (dr->dt.dl.dr_data !=
1649             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
1650                 return;
1651
1652         /*
1653          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
1654          * and its referencing the dbuf data, either:
1655          *      reset the reference to point to a new copy,
1656          * or (if there a no active holders)
1657          *      just null out the current db_data pointer.
1658          */
1659         ASSERT3U(dr->dr_txg, >=, txg - 2);
1660         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1661                 dnode_t *dn = DB_DNODE(db);
1662                 int bonuslen = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots);
1663                 dr->dt.dl.dr_data = kmem_alloc(bonuslen, KM_SLEEP);
1664                 arc_space_consume(bonuslen, ARC_SPACE_BONUS);
1665                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, bonuslen);
1666         } else if (zfs_refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1667                 dnode_t *dn = DB_DNODE(db);
1668                 int size = arc_buf_size(db->db_buf);
1669                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1670                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1671                 enum zio_compress compress_type =
1672                     arc_get_compression(db->db_buf);
1673                 uint8_t complevel = arc_get_complevel(db->db_buf);
1674
1675                 if (arc_is_encrypted(db->db_buf)) {
1676                         boolean_t byteorder;
1677                         uint8_t salt[ZIO_DATA_SALT_LEN];
1678                         uint8_t iv[ZIO_DATA_IV_LEN];
1679                         uint8_t mac[ZIO_DATA_MAC_LEN];
1680
1681                         arc_get_raw_params(db->db_buf, &byteorder, salt,
1682                             iv, mac);
1683                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_raw_buf(spa, db,
1684                             dmu_objset_id(dn->dn_objset), byteorder, salt, iv,
1685                             mac, dn->dn_type, size, arc_buf_lsize(db->db_buf),
1686                             compress_type, complevel);
1687                 } else if (compress_type != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1688                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
1689                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_compressed_buf(spa, db,
1690                             size, arc_buf_lsize(db->db_buf), compress_type,
1691                             complevel);
1692                 } else {
1693                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_buf(spa, db, type, size);
1694                 }
1695                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
1696         } else {
1697                 db->db_buf = NULL;
1698                 dbuf_clear_data(db);
1699         }
1700 }
1701
1702 int
1703 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
1704 {
1705         int err = 0;
1706         boolean_t prefetch;
1707         dnode_t *dn;
1708
1709         /*
1710          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
1711          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
1712          */
1713         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
1714
1715         if (db->db_state == DB_NOFILL)
1716                 return (SET_ERROR(EIO));
1717
1718         DB_DNODE_ENTER(db);
1719         dn = DB_DNODE(db);
1720
1721         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1722             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
1723             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
1724
1725         mutex_enter(&db->db_mtx);
1726         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1727                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1728
1729                 /*
1730                  * Ensure that this block's dnode has been decrypted if
1731                  * the caller has requested decrypted data.
1732                  */
1733                 err = dbuf_read_verify_dnode_crypt(db, flags);
1734
1735                 /*
1736                  * If the arc buf is compressed or encrypted and the caller
1737                  * requested uncompressed data, we need to untransform it
1738                  * before returning. We also call arc_untransform() on any
1739                  * unauthenticated blocks, which will verify their MAC if
1740                  * the key is now available.
1741                  */
1742                 if (err == 0 && db->db_buf != NULL &&
1743                     (flags & DB_RF_NO_DECRYPT) == 0 &&
1744                     (arc_is_encrypted(db->db_buf) ||
1745                     arc_is_unauthenticated(db->db_buf) ||
1746                     arc_get_compression(db->db_buf) != ZIO_COMPRESS_OFF)) {
1747                         zbookmark_phys_t zb;
1748
1749                         SET_BOOKMARK(&zb, dmu_objset_id(db->db_objset),
1750                             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1751                         dbuf_fix_old_data(db, spa_syncing_txg(spa));
1752                         err = arc_untransform(db->db_buf, spa, &zb, B_FALSE);
1753                         dbuf_set_data(db, db->db_buf);
1754                 }
1755                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1756                 if (err == 0 && prefetch) {
1757                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE,
1758                             B_FALSE, flags & DB_RF_HAVESTRUCT);
1759                 }
1760                 DB_DNODE_EXIT(db);
1761                 DBUF_STAT_BUMP(hash_hits);
1762         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1763                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1764                 boolean_t need_wait = B_FALSE;
1765
1766                 db_lock_type_t dblt = dmu_buf_lock_parent(db, RW_READER, FTAG);
1767
1768                 if (zio == NULL &&
1769                     db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1770                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
1771                         need_wait = B_TRUE;
1772                 }
1773                 err = dbuf_read_impl(db, zio, flags, dblt, FTAG);
1774                 /*
1775                  * dbuf_read_impl has dropped db_mtx and our parent's rwlock
1776                  * for us
1777                  */
1778                 if (!err && prefetch) {
1779                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE,
1780                             db->db_state != DB_CACHED,
1781                             flags & DB_RF_HAVESTRUCT);
1782                 }
1783
1784                 DB_DNODE_EXIT(db);
1785                 DBUF_STAT_BUMP(hash_misses);
1786
1787                 /*
1788                  * If we created a zio_root we must execute it to avoid
1789                  * leaking it, even if it isn't attached to any work due
1790                  * to an error in dbuf_read_impl().
1791                  */
1792                 if (need_wait) {
1793                         if (err == 0)
1794                                 err = zio_wait(zio);
1795                         else
1796                                 VERIFY0(zio_wait(zio));
1797                 }
1798         } else {
1799                 /*
1800                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
1801                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
1802                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
1803                  * first reader's request will reach the read_done callback
1804                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
1805                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
1806                  */
1807                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1808                 if (prefetch) {
1809                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE,
1810                             B_TRUE, flags & DB_RF_HAVESTRUCT);
1811                 }
1812                 DB_DNODE_EXIT(db);
1813                 DBUF_STAT_BUMP(hash_misses);
1814
1815                 /* Skip the wait per the caller's request. */
1816                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
1817                         mutex_enter(&db->db_mtx);
1818                         while (db->db_state == DB_READ ||
1819                             db->db_state == DB_FILL) {
1820                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
1821                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
1822                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
1823                                     db, zio_t *, zio);
1824                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1825                         }
1826                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
1827                                 err = SET_ERROR(EIO);
1828                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1829                 }
1830         }
1831
1832         return (err);
1833 }
1834
1835 static void
1836 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
1837 {
1838         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
1839         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1840         mutex_enter(&db->db_mtx);
1841         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1842                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1843         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1844                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
1845                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1846                 dbuf_set_data(db, dbuf_alloc_arcbuf(db));
1847                 db->db_state = DB_FILL;
1848                 DTRACE_SET_STATE(db, "assigning filled buffer");
1849         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
1850                 dbuf_clear_data(db);
1851         } else {
1852                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1853         }
1854         mutex_exit(&db->db_mtx);
1855 }
1856
1857 void
1858 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
1859 {
1860         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1861         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1862         uint64_t txg = dr->dr_txg;
1863
1864         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1865         /*
1866          * This assert is valid because dmu_sync() expects to be called by
1867          * a zilog's get_data while holding a range lock.  This call only
1868          * comes from dbuf_dirty() callers who must also hold a range lock.
1869          */
1870         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
1871         ASSERT(db->db_level == 0);
1872
1873         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1874             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
1875                 return;
1876
1877         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
1878
1879         /* free this block */
1880         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
1881                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
1882
1883         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1884         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
1885         dr->dt.dl.dr_has_raw_params = B_FALSE;
1886
1887         /*
1888          * Release the already-written buffer, so we leave it in
1889          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
1890          * modifying the buffer, so they will immediately do
1891          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
1892          * the buf thawed to save the effort of freezing &
1893          * immediately re-thawing it.
1894          */
1895         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
1896 }
1897
1898 /*
1899  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
1900  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
1901  * empty blocks.
1902  */
1903 void
1904 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1905     dmu_tx_t *tx)
1906 {
1907         dmu_buf_impl_t *db_search;
1908         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1909         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1910         avl_index_t where;
1911         dbuf_dirty_record_t *dr;
1912
1913         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid &&
1914             !(start_blkid == DMU_SPILL_BLKID || end_blkid == DMU_SPILL_BLKID))
1915                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
1916         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", (u_longlong_t)start_blkid,
1917             (u_longlong_t)end_blkid);
1918
1919         db_search = kmem_alloc(sizeof (dmu_buf_impl_t), KM_SLEEP);
1920         db_search->db_level = 0;
1921         db_search->db_blkid = start_blkid;
1922         db_search->db_state = DB_SEARCH;
1923
1924         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1925         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, db_search, &where);
1926         ASSERT3P(db, ==, NULL);
1927
1928         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1929
1930         for (; db != NULL; db = db_next) {
1931                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
1932                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1933
1934                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
1935                         break;
1936                 }
1937                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1938
1939                 /* found a level 0 buffer in the range */
1940                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1941                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
1942                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
1943                         continue;
1944                 }
1945
1946                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
1947                     db->db_state == DB_NOFILL ||
1948                     db->db_state == DB_EVICTING) {
1949                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1950                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1951                         continue;
1952                 }
1953                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
1954                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
1955                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
1956                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1957                         continue;
1958                 }
1959                 if (zfs_refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
1960                         ASSERT(db->db_buf);
1961                         dbuf_destroy(db);
1962                         continue;
1963                 }
1964                 /* The dbuf is referenced */
1965
1966                 dr = list_head(&db->db_dirty_records);
1967                 if (dr != NULL) {
1968                         if (dr->dr_txg == txg) {
1969                                 /*
1970                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
1971                                  * size to reflect that this buffer may
1972                                  * contain new data when we sync.
1973                                  */
1974                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
1975                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
1976                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
1977                                 dbuf_unoverride(dr);
1978                         } else {
1979                                 /*
1980                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1981                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1982                                  * the open context) or reset its contents to
1983                                  * empty.
1984                                  */
1985                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1986                         }
1987                 }
1988                 /* clear the contents if its cached */
1989                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1990                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1991                         arc_release(db->db_buf, db);
1992                         rw_enter(&db->db_rwlock, RW_WRITER);
1993                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1994                         rw_exit(&db->db_rwlock);
1995                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1996                 }
1997
1998                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1999         }
2000
2001         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2002         kmem_free(db_search, sizeof (dmu_buf_impl_t));
2003 }
2004
2005 void
2006 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
2007 {
2008         arc_buf_t *buf, *old_buf;
2009         dbuf_dirty_record_t *dr;
2010         int osize = db->db.db_size;
2011         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2012         dnode_t *dn;
2013
2014         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2015
2016         DB_DNODE_ENTER(db);
2017         dn = DB_DNODE(db);
2018
2019         /*
2020          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
2021          * value and returning that up to our callers
2022          */
2023         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
2024
2025         /* create the data buffer for the new block */
2026         buf = arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type, size);
2027
2028         /* copy old block data to the new block */
2029         old_buf = db->db_buf;
2030         bcopy(old_buf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
2031         /* zero the remainder */
2032         if (size > osize)
2033                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
2034
2035         mutex_enter(&db->db_mtx);
2036         dbuf_set_data(db, buf);
2037         arc_buf_destroy(old_buf, db);
2038         db->db.db_size = size;
2039
2040         dr = list_head(&db->db_dirty_records);
2041         /* dirty record added by dmu_buf_will_dirty() */
2042         VERIFY(dr != NULL);
2043         if (db->db_level == 0)
2044                 dr->dt.dl.dr_data = buf;
2045         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
2046         ASSERT3U(dr->dr_accounted, ==, osize);
2047         dr->dr_accounted = size;
2048         mutex_exit(&db->db_mtx);
2049
2050         dmu_objset_willuse_space(dn->dn_objset, size - osize, tx);
2051         DB_DNODE_EXIT(db);
2052 }
2053
2054 void
2055 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
2056 {
2057         objset_t *os __maybe_unused = db->db_objset;
2058
2059         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
2060         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
2061             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
2062         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
2063
2064         (void) arc_release(db->db_buf, db);
2065 }
2066
2067 /*
2068  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
2069  * dirtied again.
2070  */
2071 static void
2072 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
2073 {
2074         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2075
2076         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2077
2078         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2079                 /*
2080                  * If this buffer has already been written out,
2081                  * we now need to reset its state.
2082                  */
2083                 dbuf_unoverride(dr);
2084                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2085                     db->db_state != DB_NOFILL) {
2086                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
2087                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
2088                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
2089                 }
2090         }
2091 }
2092
2093 dbuf_dirty_record_t *
2094 dbuf_dirty_lightweight(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx)
2095 {
2096         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2097         IMPLY(dn->dn_objset->os_raw_receive, dn->dn_maxblkid >= blkid);
2098         dnode_new_blkid(dn, blkid, tx, B_TRUE, B_FALSE);
2099         ASSERT(dn->dn_maxblkid >= blkid);
2100
2101         dbuf_dirty_record_t *dr = kmem_zalloc(sizeof (*dr), KM_SLEEP);
2102         list_link_init(&dr->dr_dirty_node);
2103         list_link_init(&dr->dr_dbuf_node);
2104         dr->dr_dnode = dn;
2105         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
2106         dr->dt.dll.dr_blkid = blkid;
2107         dr->dr_accounted = dn->dn_datablksz;
2108
2109         /*
2110          * There should not be any dbuf for the block that we're dirtying.
2111          * Otherwise the buffer contents could be inconsistent between the
2112          * dbuf and the lightweight dirty record.
2113          */
2114         ASSERT3P(NULL, ==, dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, 0, blkid));
2115
2116         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2117         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
2118         if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
2119                 range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, 1);
2120         }
2121
2122         if (dn->dn_nlevels == 1) {
2123                 ASSERT3U(blkid, <, dn->dn_nblkptr);
2124                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
2125                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2126                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2127                 dnode_setdirty(dn, tx);
2128         } else {
2129                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2130
2131                 int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2132                 dmu_buf_impl_t *parent_db = dbuf_hold_level(dn,
2133                     1, blkid >> epbs, FTAG);
2134                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2135                 if (parent_db == NULL) {
2136                         kmem_free(dr, sizeof (*dr));
2137                         return (NULL);
2138                 }
2139                 int err = dbuf_read(parent_db, NULL,
2140                     (DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
2141                 if (err != 0) {
2142                         dbuf_rele(parent_db, FTAG);
2143                         kmem_free(dr, sizeof (*dr));
2144                         return (NULL);
2145                 }
2146
2147                 dbuf_dirty_record_t *parent_dr = dbuf_dirty(parent_db, tx);
2148                 dbuf_rele(parent_db, FTAG);
2149                 mutex_enter(&parent_dr->dt.di.dr_mtx);
2150                 ASSERT3U(parent_dr->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
2151                 list_insert_tail(&parent_dr->dt.di.dr_children, dr);
2152                 mutex_exit(&parent_dr->dt.di.dr_mtx);
2153                 dr->dr_parent = parent_dr;
2154         }
2155
2156         dmu_objset_willuse_space(dn->dn_objset, dr->dr_accounted, tx);
2157
2158         return (dr);
2159 }
2160
2161 dbuf_dirty_record_t *
2162 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
2163 {
2164         dnode_t *dn;
2165         objset_t *os;
2166         dbuf_dirty_record_t *dr, *dr_next, *dr_head;
2167         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
2168         boolean_t drop_struct_rwlock = B_FALSE;
2169
2170         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
2171         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
2172         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
2173
2174         DB_DNODE_ENTER(db);
2175         dn = DB_DNODE(db);
2176         /*
2177          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
2178          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
2179          * were already pre-dirtied in open context.
2180          */
2181 #ifdef ZFS_DEBUG
2182         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
2183                 rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
2184                     RW_READER, FTAG);
2185         }
2186         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
2187             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
2188             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
2189             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
2190         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
2191                 rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
2192 #endif
2193         /*
2194          * We make this assert for private objects as well, but after we
2195          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
2196          * in syncing context.
2197          */
2198         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2199             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
2200             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
2201
2202         mutex_enter(&db->db_mtx);
2203         /*
2204          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
2205          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
2206          * syncing context don't bother holding ahead.
2207          */
2208         ASSERT(db->db_level != 0 ||
2209             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
2210             db->db_state == DB_NOFILL);
2211
2212         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2213         dnode_set_dirtyctx(dn, tx, db);
2214         if (tx->tx_txg > dn->dn_dirty_txg)
2215                 dn->dn_dirty_txg = tx->tx_txg;
2216         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2217
2218         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
2219                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
2220
2221         /*
2222          * If this buffer is already dirty, we're done.
2223          */
2224         dr_head = list_head(&db->db_dirty_records);
2225         ASSERT(dr_head == NULL || dr_head->dr_txg <= tx->tx_txg ||
2226             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
2227         dr_next = dbuf_find_dirty_lte(db, tx->tx_txg);
2228         if (dr_next && dr_next->dr_txg == tx->tx_txg) {
2229                 DB_DNODE_EXIT(db);
2230
2231                 dbuf_redirty(dr_next);
2232                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2233                 return (dr_next);
2234         }
2235
2236         /*
2237          * Only valid if not already dirty.
2238          */
2239         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
2240             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
2241             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
2242
2243         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
2244
2245         /*
2246          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
2247          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
2248          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
2249          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
2250          * this assertion only if we're not already dirty.
2251          */
2252         os = dn->dn_objset;
2253         VERIFY3U(tx->tx_txg, <=, spa_final_dirty_txg(os->os_spa));
2254 #ifdef ZFS_DEBUG
2255         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
2256                 rrw_enter(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
2257         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
2258             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
2259         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
2260                 rrw_exit(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
2261 #endif
2262         ASSERT(db->db.db_size != 0);
2263
2264         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
2265
2266         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2267                 dmu_objset_willuse_space(os, db->db.db_size, tx);
2268         }
2269
2270         /*
2271          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
2272          * to make a copy of it so that the changes we make in this
2273          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
2274          */
2275         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
2276         list_link_init(&dr->dr_dirty_node);
2277         list_link_init(&dr->dr_dbuf_node);
2278         dr->dr_dnode = dn;
2279         if (db->db_level == 0) {
2280                 void *data_old = db->db_buf;
2281
2282                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
2283                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2284                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
2285                                 data_old = db->db.db_data;
2286                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
2287                                 /*
2288                                  * Release the data buffer from the cache so
2289                                  * that we can modify it without impacting
2290                                  * possible other users of this cached data
2291                                  * block.  Note that indirect blocks and
2292                                  * private objects are not released until the
2293                                  * syncing state (since they are only modified
2294                                  * then).
2295                                  */
2296                                 arc_release(db->db_buf, db);
2297                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
2298                                 data_old = db->db_buf;
2299                         }
2300                         ASSERT(data_old != NULL);
2301                 }
2302                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
2303         } else {
2304                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_NOLOCKDEP, NULL);
2305                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
2306                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
2307                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
2308         }
2309         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID)
2310                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
2311         dr->dr_dbuf = db;
2312         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
2313         list_insert_before(&db->db_dirty_records, dr_next, dr);
2314
2315         /*
2316          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
2317          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
2318          * happened after the free.
2319          */
2320         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2321             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
2322                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2323                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
2324                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
2325                             db->db_blkid, 1);
2326                 }
2327                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2328                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
2329         }
2330
2331         /*
2332          * This buffer is now part of this txg
2333          */
2334         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
2335         db->db_dirtycnt += 1;
2336         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
2337
2338         mutex_exit(&db->db_mtx);
2339
2340         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
2341             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2342                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2343                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2344                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
2345                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2346                 dnode_setdirty(dn, tx);
2347                 DB_DNODE_EXIT(db);
2348                 return (dr);
2349         }
2350
2351         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
2352                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2353                 drop_struct_rwlock = B_TRUE;
2354         }
2355
2356         /*
2357          * If we are overwriting a dedup BP, then unless it is snapshotted,
2358          * when we get to syncing context we will need to decrement its
2359          * refcount in the DDT.  Prefetch the relevant DDT block so that
2360          * syncing context won't have to wait for the i/o.
2361          */
2362         if (db->db_blkptr != NULL) {
2363                 db_lock_type_t dblt = dmu_buf_lock_parent(db, RW_READER, FTAG);
2364                 ddt_prefetch(os->os_spa, db->db_blkptr);
2365                 dmu_buf_unlock_parent(db, dblt, FTAG);
2366         }
2367
2368         /*
2369          * We need to hold the dn_struct_rwlock to make this assertion,
2370          * because it protects dn_phys / dn_next_nlevels from changing.
2371          */
2372         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
2373             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
2374             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
2375             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
2376             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
2377
2378
2379         if (db->db_level == 0) {
2380                 ASSERT(!db->db_objset->os_raw_receive ||
2381                     dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
2382                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx,
2383                     drop_struct_rwlock, B_FALSE);
2384                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
2385         }
2386
2387         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
2388                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2389                 dbuf_dirty_record_t *di;
2390                 int parent_held = FALSE;
2391
2392                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
2393                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2394                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2395                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
2396                         ASSERT(parent != NULL);
2397                         parent_held = TRUE;
2398                 }
2399                 if (drop_struct_rwlock)
2400                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2401                 ASSERT3U(db->db_level + 1, ==, parent->db_level);
2402                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
2403                 if (parent_held)
2404                         dbuf_rele(parent, FTAG);
2405
2406                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2407                 /*
2408                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
2409                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
2410                  */
2411                 if (list_head(&db->db_dirty_records) == dr ||
2412                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
2413                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
2414                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
2415                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2416                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
2417                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
2418                         dr->dr_parent = di;
2419                 }
2420                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2421         } else {
2422                 ASSERT(db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels);
2423                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
2424                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
2425                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2426                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2427                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
2428                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2429                 if (drop_struct_rwlock)
2430                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2431         }
2432
2433         dnode_setdirty(dn, tx);
2434         DB_DNODE_EXIT(db);
2435         return (dr);
2436 }
2437
2438 static void
2439 dbuf_undirty_bonus(dbuf_dirty_record_t *dr)
2440 {
2441         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2442
2443         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db.db_data) {
2444                 struct dnode *dn = dr->dr_dnode;
2445                 int max_bonuslen = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots);
2446
2447                 kmem_free(dr->dt.dl.dr_data, max_bonuslen);
2448                 arc_space_return(max_bonuslen, ARC_SPACE_BONUS);
2449         }
2450         db->db_data_pending = NULL;
2451         ASSERT(list_next(&db->db_dirty_records, dr) == NULL);
2452         list_remove(&db->db_dirty_records, dr);
2453         if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
2454                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
2455                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
2456         }
2457         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
2458         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, >, 0);
2459         db->db_dirtycnt -= 1;
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
2464  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
2465  */
2466 static boolean_t
2467 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
2468 {
2469         uint64_t txg = tx->tx_txg;
2470
2471         ASSERT(txg != 0);
2472
2473         /*
2474          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
2475          * in open context, unless we are operating on the MOS.
2476          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
2477          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
2478          */
2479         ASSERT(db->db_objset ==
2480             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
2481             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2482         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2483         ASSERT0(db->db_level);
2484         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2485
2486         /*
2487          * If this buffer is not dirty, we're done.
2488          */
2489         dbuf_dirty_record_t *dr = dbuf_find_dirty_eq(db, txg);
2490         if (dr == NULL)
2491                 return (B_FALSE);
2492         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
2493
2494         dnode_t *dn = dr->dr_dnode;
2495
2496         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
2497
2498         ASSERT(db->db.db_size != 0);
2499
2500         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
2501             dr->dr_accounted, txg);
2502
2503         list_remove(&db->db_dirty_records, dr);
2504
2505         /*
2506          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
2507          * where this dirty record may be put on a list.
2508          * Make sure to do a list_remove corresponding to
2509          * every one of those list_insert calls.
2510          */
2511         if (dr->dr_parent) {
2512                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
2513                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
2514                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
2515         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
2516             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
2517                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
2518                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2519                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
2520                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2521         }
2522
2523         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
2524                 dbuf_unoverride(dr);
2525
2526                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
2527                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
2528                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
2529                         arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
2530         }
2531
2532         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
2533
2534         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2535         db->db_dirtycnt -= 1;
2536
2537         if (zfs_refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
2538                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(db->db_buf));
2539                 dbuf_destroy(db);
2540                 return (B_TRUE);
2541         }
2542
2543         return (B_FALSE);
2544 }
2545
2546 static void
2547 dmu_buf_will_dirty_impl(dmu_buf_t *db_fake, int flags, dmu_tx_t *tx)
2548 {
2549         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2550
2551         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
2552         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
2553
2554         /*
2555          * Quick check for dirtiness.  For already dirty blocks, this
2556          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
2557          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
2558          * cached).
2559          */
2560         mutex_enter(&db->db_mtx);
2561
2562         if (db->db_state == DB_CACHED) {
2563                 dbuf_dirty_record_t *dr = dbuf_find_dirty_eq(db, tx->tx_txg);
2564                 /*
2565                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
2566                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
2567                  * go through dmu_buf_will_dirty().
2568                  */
2569                 if (dr != NULL) {
2570                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
2571                         dbuf_redirty(dr);
2572                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2573                         return;
2574                 }
2575         }
2576         mutex_exit(&db->db_mtx);
2577
2578         DB_DNODE_ENTER(db);
2579         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
2580                 flags |= DB_RF_HAVESTRUCT;
2581         DB_DNODE_EXIT(db);
2582         (void) dbuf_read(db, NULL, flags);
2583         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2584 }
2585
2586 void
2587 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
2588 {
2589         dmu_buf_will_dirty_impl(db_fake,
2590             DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH, tx);
2591 }
2592
2593 boolean_t
2594 dmu_buf_is_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
2595 {
2596         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2597         dbuf_dirty_record_t *dr;
2598
2599         mutex_enter(&db->db_mtx);
2600         dr = dbuf_find_dirty_eq(db, tx->tx_txg);
2601         mutex_exit(&db->db_mtx);
2602         return (dr != NULL);
2603 }
2604
2605 void
2606 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
2607 {
2608         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2609
2610         db->db_state = DB_NOFILL;
2611         DTRACE_SET_STATE(db, "allocating NOFILL buffer");
2612         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
2613 }
2614
2615 void
2616 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
2617 {
2618         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2619
2620         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2621         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
2622         ASSERT(db->db_level == 0);
2623         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
2624
2625         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2626             dmu_tx_private_ok(tx));
2627
2628         dbuf_noread(db);
2629         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2630 }
2631
2632 /*
2633  * This function is effectively the same as dmu_buf_will_dirty(), but
2634  * indicates the caller expects raw encrypted data in the db, and provides
2635  * the crypt params (byteorder, salt, iv, mac) which should be stored in the
2636  * blkptr_t when this dbuf is written.  This is only used for blocks of
2637  * dnodes, during raw receive.
2638  */
2639 void
2640 dmu_buf_set_crypt_params(dmu_buf_t *db_fake, boolean_t byteorder,
2641     const uint8_t *salt, const uint8_t *iv, const uint8_t *mac, dmu_tx_t *tx)
2642 {
2643         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2644         dbuf_dirty_record_t *dr;
2645
2646         /*
2647          * dr_has_raw_params is only processed for blocks of dnodes
2648          * (see dbuf_sync_dnode_leaf_crypt()).
2649          */
2650         ASSERT3U(db->db.db_object, ==, DMU_META_DNODE_OBJECT);
2651         ASSERT3U(db->db_level, ==, 0);
2652         ASSERT(db->db_objset->os_raw_receive);
2653
2654         dmu_buf_will_dirty_impl(db_fake,
2655             DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_NO_DECRYPT, tx);
2656
2657         dr = dbuf_find_dirty_eq(db, tx->tx_txg);
2658
2659         ASSERT3P(dr, !=, NULL);
2660
2661         dr->dt.dl.dr_has_raw_params = B_TRUE;
2662         dr->dt.dl.dr_byteorder = byteorder;
2663         bcopy(salt, dr->dt.dl.dr_salt, ZIO_DATA_SALT_LEN);
2664         bcopy(iv, dr->dt.dl.dr_iv, ZIO_DATA_IV_LEN);
2665         bcopy(mac, dr->dt.dl.dr_mac, ZIO_DATA_MAC_LEN);
2666 }
2667
2668 static void
2669 dbuf_override_impl(dmu_buf_impl_t *db, const blkptr_t *bp, dmu_tx_t *tx)
2670 {
2671         struct dirty_leaf *dl;
2672         dbuf_dirty_record_t *dr;
2673
2674         dr = list_head(&db->db_dirty_records);
2675         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
2676         dl = &dr->dt.dl;
2677         dl->dr_overridden_by = *bp;
2678         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
2679         dl->dr_overridden_by.blk_birth = dr->dr_txg;
2680 }
2681
2682 void
2683 dmu_buf_fill_done(dmu_buf_t *dbuf, dmu_tx_t *tx)
2684 {
2685         (void) tx;
2686         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2687         dbuf_states_t old_state;
2688         mutex_enter(&db->db_mtx);
2689         DBUF_VERIFY(db);
2690
2691         old_state = db->db_state;
2692         db->db_state = DB_CACHED;
2693         if (old_state == DB_FILL) {
2694                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
2695                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2696                         /* we were freed while filling */
2697                         /* XXX dbuf_undirty? */
2698                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
2699                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
2700                         DTRACE_SET_STATE(db,
2701                             "fill done handling freed in flight");
2702                 } else {
2703                         DTRACE_SET_STATE(db, "fill done");
2704                 }
2705                 cv_broadcast(&db->db_changed);
2706         }
2707         mutex_exit(&db->db_mtx);
2708 }
2709
2710 void
2711 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
2712     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
2713     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
2714     dmu_tx_t *tx)
2715 {
2716         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2717         struct dirty_leaf *dl;
2718         dmu_object_type_t type;
2719         dbuf_dirty_record_t *dr;
2720
2721         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
2722                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
2723                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
2724         }
2725
2726         DB_DNODE_ENTER(db);
2727         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
2728         DB_DNODE_EXIT(db);
2729
2730         ASSERT0(db->db_level);
2731         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2732
2733         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
2734
2735         dr = list_head(&db->db_dirty_records);
2736         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
2737         dl = &dr->dt.dl;
2738         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
2739             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
2740         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
2741         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
2742         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
2743         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
2744
2745         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
2746         dl->dr_overridden_by.blk_birth = dr->dr_txg;
2747 }
2748
2749 void
2750 dmu_buf_redact(dmu_buf_t *dbuf, dmu_tx_t *tx)
2751 {
2752         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2753         dmu_object_type_t type;
2754         ASSERT(dsl_dataset_feature_is_active(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2755             SPA_FEATURE_REDACTED_DATASETS));
2756
2757         DB_DNODE_ENTER(db);
2758         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
2759         DB_DNODE_EXIT(db);
2760
2761         ASSERT0(db->db_level);
2762         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
2763
2764         blkptr_t bp = { { { {0} } } };
2765         BP_SET_TYPE(&bp, type);
2766         BP_SET_LEVEL(&bp, 0);
2767         BP_SET_BIRTH(&bp, tx->tx_txg, 0);
2768         BP_SET_REDACTED(&bp);
2769         BPE_SET_LSIZE(&bp, dbuf->db_size);
2770
2771         dbuf_override_impl(db, &bp, tx);
2772 }
2773
2774 /*
2775  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
2776  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
2777  */
2778 void
2779 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
2780 {
2781         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
2782         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2783         ASSERT(db->db_level == 0);
2784         ASSERT3U(dbuf_is_metadata(db), ==, arc_is_metadata(buf));
2785         ASSERT(buf != NULL);
2786         ASSERT3U(arc_buf_lsize(buf), ==, db->db.db_size);
2787         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
2788
2789         arc_return_buf(buf, db);
2790         ASSERT(arc_released(buf));
2791
2792         mutex_enter(&db->db_mtx);
2793
2794         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
2795                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
2796
2797         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
2798
2799         if (db->db_state == DB_CACHED &&
2800             zfs_refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
2801                 /*
2802                  * In practice, we will never have a case where we have an
2803                  * encrypted arc buffer while additional holds exist on the
2804                  * dbuf. We don't handle this here so we simply assert that
2805                  * fact instead.
2806                  */
2807                 ASSERT(!arc_is_encrypted(buf));
2808                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2809                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
2810                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
2811                 arc_buf_destroy(buf, db);
2812                 return;
2813         }
2814
2815         if (db->db_state == DB_CACHED) {
2816                 dbuf_dirty_record_t *dr = list_head(&db->db_dirty_records);
2817
2818                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
2819                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
2820                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
2821
2822                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
2823                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
2824                                     DR_OVERRIDDEN);
2825                                 arc_release(db->db_buf, db);
2826                         }
2827                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
2828                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2829                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
2830                         arc_release(db->db_buf, db);
2831                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2832                 }
2833                 db->db_buf = NULL;
2834         }
2835         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2836         dbuf_set_data(db, buf);
2837         db->db_state = DB_FILL;
2838         DTRACE_SET_STATE(db, "filling assigned arcbuf");
2839         mutex_exit(&db->db_mtx);
2840         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2841         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
2842 }
2843
2844 void
2845 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
2846 {
2847         dnode_t *dn;
2848         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2849         dmu_buf_impl_t *dndb;
2850
2851         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2852         ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
2853
2854         if (db->db_buf != NULL) {
2855                 arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2856                 db->db_buf = NULL;
2857         }
2858
2859         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2860                 int slots = DB_DNODE(db)->dn_num_slots;
2861                 int bonuslen = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(slots);
2862                 if (db->db.db_data != NULL) {
2863                         kmem_free(db->db.db_data, bonuslen);
2864                         arc_space_return(bonuslen, ARC_SPACE_BONUS);
2865                         db->db_state = DB_UNCACHED;
2866                         DTRACE_SET_STATE(db, "buffer cleared");
2867                 }
2868         }
2869
2870         dbuf_clear_data(db);
2871
2872         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2873                 ASSERT(db->db_caching_status == DB_DBUF_CACHE ||
2874                     db->db_caching_status == DB_DBUF_METADATA_CACHE);
2875
2876                 multilist_remove(&dbuf_caches[db->db_caching_status].cache, db);
2877                 (void) zfs_refcount_remove_many(
2878                     &dbuf_caches[db->db_caching_status].size,
2879                     db->db.db_size, db);
2880
2881                 if (db->db_caching_status == DB_DBUF_METADATA_CACHE) {
2882                         DBUF_STAT_BUMPDOWN(metadata_cache_count);
2883                 } else {
2884                         DBUF_STAT_BUMPDOWN(cache_levels[db->db_level]);
2885                         DBUF_STAT_BUMPDOWN(cache_count);
2886                         DBUF_STAT_DECR(cache_levels_bytes[db->db_level],
2887                             db->db.db_size);
2888                 }
2889                 db->db_caching_status = DB_NO_CACHE;
2890         }
2891
2892         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2893         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2894         ASSERT(list_is_empty(&db->db_dirty_records));
2895
2896         db->db_state = DB_EVICTING;
2897         DTRACE_SET_STATE(db, "buffer eviction started");
2898         db->db_blkptr = NULL;
2899
2900         /*
2901          * Now that db_state is DB_EVICTING, nobody else can find this via
2902          * the hash table.  We can now drop db_mtx, which allows us to
2903          * acquire the dn_dbufs_mtx.
2904          */
2905         mutex_exit(&db->db_mtx);
2906
2907         DB_DNODE_ENTER(db);
2908         dn = DB_DNODE(db);
2909         dndb = dn->dn_dbuf;
2910         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2911                 boolean_t needlock = !MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx);
2912                 if (needlock)
2913                         mutex_enter_nested(&dn->dn_dbufs_mtx,
2914                             NESTED_SINGLE);
2915                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
2916                 membar_producer();
2917                 DB_DNODE_EXIT(db);
2918                 if (needlock)
2919                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2920                 /*
2921                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
2922                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
2923                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
2924                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
2925                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
2926                  * release any lock.
2927                  */
2928                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2929                 dnode_rele_and_unlock(dn, db, B_TRUE);
2930                 db->db_dnode_handle = NULL;
2931
2932                 dbuf_hash_remove(db);
2933         } else {
2934                 DB_DNODE_EXIT(db);
2935         }
2936
2937         ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
2938
2939         db->db_parent = NULL;
2940
2941         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2942         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2943         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2944         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2945         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2946         ASSERT3U(db->db_caching_status, ==, DB_NO_CACHE);
2947         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
2948
2949         kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2950         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_DBUF);
2951
2952         /*
2953          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
2954          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
2955          */
2956         if (parent && parent != dndb) {
2957                 mutex_enter(&parent->db_mtx);
2958                 dbuf_rele_and_unlock(parent, db, B_TRUE);
2959         }
2960 }
2961
2962 /*
2963  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
2964  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
2965  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or {user|group|project}used
2966  * object.
2967  */
2968 __attribute__((always_inline))
2969 static inline int
2970 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
2971     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
2972 {
2973         *parentp = NULL;
2974         *bpp = NULL;
2975
2976         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2977
2978         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2979                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2980                 if (dn->dn_have_spill &&
2981                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
2982                         *bpp = DN_SPILL_BLKPTR(dn->dn_phys);
2983                 else
2984                         *bpp = NULL;
2985                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2986                 *parentp = dn->dn_dbuf;
2987                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2988                 return (0);
2989         }
2990
2991         int nlevels =
2992             (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) ? 1 : dn->dn_phys->dn_nlevels;
2993         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2994
2995         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
2996         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2997         /*
2998          * This assertion shouldn't trip as long as the max indirect block size
2999          * is less than 1M.  The reason for this is that up to that point,
3000          * the number of levels required to address an entire object with blocks
3001          * of size SPA_MINBLOCKSIZE satisfies nlevels * epbs + 1 <= 64.  In
3002          * other words, if N * epbs + 1 > 64, then if (N-1) * epbs + 1 > 55
3003          * (i.e. we can address the entire object), objects will all use at most
3004          * N-1 levels and the assertion won't overflow.  However, once epbs is
3005          * 13, 4 * 13 + 1 = 53, but 5 * 13 + 1 = 66.  Then, 4 levels will not be
3006          * enough to address an entire object, so objects will have 5 levels,
3007          * but then this assertion will overflow.
3008          *
3009          * All this is to say that if we ever increase DN_MAX_INDBLKSHIFT, we
3010          * need to redo this logic to handle overflows.
3011          */
3012         ASSERT(level >= nlevels ||
3013             ((nlevels - level - 1) * epbs) +
3014             highbit64(dn->dn_phys->dn_nblkptr) <= 64);
3015         if (level >= nlevels ||
3016             blkid >= ((uint64_t)dn->dn_phys->dn_nblkptr <<
3017             ((nlevels - level - 1) * epbs)) ||
3018             (fail_sparse &&
3019             blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
3020                 /* the buffer has no parent yet */
3021                 return (SET_ERROR(ENOENT));
3022         } else if (level < nlevels-1) {
3023                 /* this block is referenced from an indirect block */
3024                 int err;
3025
3026                 err = dbuf_hold_impl(dn, level + 1,
3027                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
3028
3029                 if (err)
3030                         return (err);
3031                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
3032                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
3033                 if (err) {
3034                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
3035                         *parentp = NULL;
3036                         return (err);
3037                 }
3038                 rw_enter(&(*parentp)->db_rwlock, RW_READER);
3039                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
3040                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
3041                 if (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))
3042                         ASSERT(BP_IS_HOLE(*bpp));
3043                 rw_exit(&(*parentp)->db_rwlock);
3044                 return (0);
3045         } else {
3046                 /* the block is referenced from the dnode */
3047                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
3048                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
3049                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
3050                 if (dn->dn_dbuf) {
3051                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
3052                         *parentp = dn->dn_dbuf;
3053                 }
3054                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
3055                 return (0);
3056         }
3057 }
3058
3059 static dmu_buf_impl_t *
3060 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
3061     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
3062 {
3063         objset_t *os = dn->dn_objset;
3064         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
3065
3066         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
3067         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
3068
3069         db = kmem_cache_alloc(dbuf_kmem_cache, KM_SLEEP);
3070
3071         list_create(&db->db_dirty_records, sizeof (dbuf_dirty_record_t),
3072             offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dbuf_node));
3073
3074         db->db_objset = os;
3075         db->db.db_object = dn->dn_object;
3076         db->db_level = level;
3077         db->db_blkid = blkid;
3078         db->db_dirtycnt = 0;
3079         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
3080         db->db_parent = parent;
3081         db->db_blkptr = blkptr;
3082
3083         db->db_user = NULL;
3084         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
3085         db->db_freed_in_flight = FALSE;
3086         db->db_pending_evict = FALSE;
3087
3088         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3089                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
3090                 db->db.db_size = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
3091                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
3092                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
3093                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
3094                 db->db_state = DB_UNCACHED;
3095                 DTRACE_SET_STATE(db, "bonus buffer created");
3096                 db->db_caching_status = DB_NO_CACHE;
3097                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
3098                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_DBUF);
3099                 return (db);
3100         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3101                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
3102                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
3103                 db->db.db_offset = 0;
3104         } else {
3105                 int blocksize =
3106                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
3107                 db->db.db_size = blocksize;
3108                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
3109         }
3110
3111         /*
3112          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
3113          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
3114          * This prevents a possible deadlock with someone
3115          * trying to look up this dbuf before it's added to the
3116          * dn_dbufs list.
3117          */
3118         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
3119         db->db_state = DB_EVICTING; /* not worth logging this state change */
3120         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
3121                 /* someone else inserted it first */
3122                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
3123                 kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
3124                 DBUF_STAT_BUMP(hash_insert_race);
3125                 return (odb);
3126         }
3127         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
3128
3129         db->db_state = DB_UNCACHED;
3130         DTRACE_SET_STATE(db, "regular buffer created");
3131         db->db_caching_status = DB_NO_CACHE;
3132         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
3133         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_DBUF);
3134
3135         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
3136                 dbuf_add_ref(parent, db);
3137
3138         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
3139             zfs_refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
3140         (void) zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, db);
3141
3142         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
3143
3144         return (db);
3145 }
3146
3147 /*
3148  * This function returns a block pointer and information about the object,
3149  * given a dnode and a block.  This is a publicly accessible version of
3150  * dbuf_findbp that only returns some information, rather than the
3151  * dbuf.  Note that the dnode passed in must be held, and the dn_struct_rwlock
3152  * should be locked as (at least) a reader.
3153  */
3154 int
3155 dbuf_dnode_findbp(dnode_t *dn, uint64_t level, uint64_t blkid,
3156     blkptr_t *bp, uint16_t *datablkszsec, uint8_t *indblkshift)
3157 {
3158         dmu_buf_impl_t *dbp = NULL;
3159         blkptr_t *bp2;
3160         int err = 0;
3161         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
3162
3163         err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, B_FALSE, &dbp, &bp2);
3164         if (err == 0) {
3165                 *bp = *bp2;
3166                 if (dbp != NULL)
3167                         dbuf_rele(dbp, NULL);
3168                 if (datablkszsec != NULL)
3169                         *datablkszsec = dn->dn_phys->dn_datablkszsec;
3170                 if (indblkshift != NULL)
3171                         *indblkshift = dn->dn_phys->dn_indblkshift;
3172         }
3173
3174         return (err);
3175 }
3176
3177 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
3178         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
3179         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
3180         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
3181         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
3182         dnode_t *dpa_dnode; /* The dnode associated with the prefetch */
3183         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
3184         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
3185         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
3186         dbuf_prefetch_fn dpa_cb; /* prefetch completion callback */
3187         void *dpa_arg; /* prefetch completion arg */
3188 } dbuf_prefetch_arg_t;
3189
3190 static void
3191 dbuf_prefetch_fini(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, boolean_t io_done)
3192 {
3193         if (dpa->dpa_cb != NULL)
3194                 dpa->dpa_cb(dpa->dpa_arg, io_done);
3195         kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
3196 }
3197
3198 static void
3199 dbuf_issue_final_prefetch_done(zio_t *zio, const zbookmark_phys_t *zb,
3200     const blkptr_t *iobp, arc_buf_t *abuf, void *private)
3201 {
3202         (void) zio, (void) zb, (void) iobp;
3203         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
3204
3205         dbuf_prefetch_fini(dpa, B_TRUE);
3206         if (abuf != NULL)
3207                 arc_buf_destroy(abuf, private);
3208 }
3209
3210 /*
3211  * Actually issue the prefetch read for the block given.
3212  */
3213 static void
3214 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
3215 {
3216         ASSERT(!BP_IS_REDACTED(bp) ||
3217             dsl_dataset_feature_is_active(
3218             dpa->dpa_dnode->dn_objset->os_dsl_dataset,
3219             SPA_FEATURE_REDACTED_DATASETS));
3220
3221         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp) || BP_IS_REDACTED(bp))
3222                 return (dbuf_prefetch_fini(dpa, B_FALSE));
3223
3224         int zio_flags = ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE;
3225         arc_flags_t aflags =
3226             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH |
3227             ARC_FLAG_NO_BUF;
3228
3229         /* dnodes are always read as raw and then converted later */
3230         if (BP_GET_TYPE(bp) == DMU_OT_DNODE && BP_IS_PROTECTED(bp) &&
3231             dpa->dpa_curlevel == 0)
3232                 zio_flags |= ZIO_FLAG_RAW;
3233
3234         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
3235         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
3236         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
3237         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp,
3238             dbuf_issue_final_prefetch_done, dpa,
3239             dpa->dpa_prio, zio_flags, &aflags, &dpa->dpa_zb);
3240 }
3241
3242 /*
3243  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
3244  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
3245  * prefetch if the next block down is our target.
3246  */
3247 static void
3248 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, const zbookmark_phys_t *zb,
3249     const blkptr_t *iobp, arc_buf_t *abuf, void *private)
3250 {
3251         (void) zb, (void) iobp;
3252         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
3253
3254         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
3255         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
3256
3257         if (abuf == NULL) {
3258                 ASSERT(zio == NULL || zio->io_error != 0);
3259                 return (dbuf_prefetch_fini(dpa, B_TRUE));
3260         }
3261         ASSERT(zio == NULL || zio->io_error == 0);
3262
3263         /*
3264          * The dpa_dnode is only valid if we are called with a NULL
3265          * zio. This indicates that the arc_read() returned without
3266          * first calling zio_read() to issue a physical read. Once
3267          * a physical read is made the dpa_dnode must be invalidated
3268          * as the locks guarding it may have been dropped. If the
3269          * dpa_dnode is still valid, then we want to add it to the dbuf
3270          * cache. To do so, we must hold the dbuf associated with the block
3271          * we just prefetched, read its contents so that we associate it
3272          * with an arc_buf_t, and then release it.
3273          */
3274         if (zio != NULL) {
3275                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
3276                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW_COMPRESS) {
3277                         ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
3278                 } else {
3279                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
3280                 }
3281                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
3282
3283                 dpa->dpa_dnode = NULL;
3284         } else if (dpa->dpa_dnode != NULL) {
3285                 uint64_t curblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
3286                     (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel -
3287                     dpa->dpa_zb.zb_level));
3288                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dpa->dpa_dnode,
3289                     dpa->dpa_curlevel, curblkid, FTAG);
3290                 if (db == NULL) {
3291                         arc_buf_destroy(abuf, private);
3292                         return (dbuf_prefetch_fini(dpa, B_TRUE));
3293                 }
3294                 (void) dbuf_read(db, NULL,
3295                     DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_HAVESTRUCT);
3296                 dbuf_rele(db, FTAG);
3297         }
3298
3299         dpa->dpa_curlevel--;
3300         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
3301             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
3302         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
3303             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
3304
3305         ASSERT(!BP_IS_REDACTED(bp) ||
3306             dsl_dataset_feature_is_active(
3307             dpa->dpa_dnode->dn_objset->os_dsl_dataset,
3308             SPA_FEATURE_REDACTED_DATASETS));
3309         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_REDACTED(bp)) {
3310                 dbuf_prefetch_fini(dpa, B_TRUE);
3311         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
3312                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
3313                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
3314         } else {
3315                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
3316                 zbookmark_phys_t zb;
3317
3318                 /* flag if L2ARC eligible, l2arc_noprefetch then decides */
3319                 if (dpa->dpa_aflags & ARC_FLAG_L2CACHE)
3320                         iter_aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
3321
3322                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
3323
3324                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
3325                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
3326
3327                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
3328                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
3329                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
3330                     &iter_aflags, &zb);
3331         }
3332
3333         arc_buf_destroy(abuf, private);
3334 }
3335
3336 /*
3337  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
3338  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
3339  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
3340  * complete. Note that the prefetch might fail if the dataset is encrypted and
3341  * the encryption key is unmapped before the IO completes.
3342  */
3343 int
3344 dbuf_prefetch_impl(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid,
3345     zio_priority_t prio, arc_flags_t aflags, dbuf_prefetch_fn cb,
3346     void *arg)
3347 {
3348         blkptr_t bp;
3349         int epbs, nlevels, curlevel;
3350         uint64_t curblkid;
3351
3352         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3353         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
3354
3355         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
3356                 goto no_issue;
3357
3358         if (level == 0 && dnode_block_freed(dn, blkid))
3359                 goto no_issue;
3360
3361         /*
3362          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
3363          * prefetch.
3364          */
3365         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
3366         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
3367                 goto no_issue;
3368
3369         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3370         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
3371                 goto no_issue;
3372
3373         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
3374             level, blkid);
3375         if (db != NULL) {
3376                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3377                 /*
3378                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
3379                  * (we assume) about to be read or filled.
3380                  */
3381                 goto no_issue;
3382         }
3383
3384         /*
3385          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
3386          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
3387          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
3388          */
3389         curlevel = level;
3390         curblkid = blkid;
3391         while (curlevel < nlevels - 1) {
3392                 int parent_level = curlevel + 1;
3393                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
3394                 dmu_buf_impl_t *db;
3395
3396                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
3397                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
3398                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
3399                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
3400                         dbuf_rele(db, FTAG);
3401                         break;
3402                 }
3403
3404                 curlevel = parent_level;
3405                 curblkid = parent_blkid;
3406         }
3407
3408         if (curlevel == nlevels - 1) {
3409                 /* No cached indirect blocks found. */
3410                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
3411                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
3412         }
3413         ASSERT(!BP_IS_REDACTED(&bp) ||
3414             dsl_dataset_feature_is_active(dn->dn_objset->os_dsl_dataset,
3415             SPA_FEATURE_REDACTED_DATASETS));
3416         if (BP_IS_HOLE(&bp) || BP_IS_REDACTED(&bp))
3417                 goto no_issue;
3418
3419         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
3420
3421         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
3422             ZIO_FLAG_CANFAIL);
3423
3424         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
3425         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
3426         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3427             dn->dn_object, level, blkid);
3428         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
3429         dpa->dpa_prio = prio;
3430         dpa->dpa_aflags = aflags;
3431         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
3432         dpa->dpa_dnode = dn;
3433         dpa->dpa_epbs = epbs;
3434         dpa->dpa_zio = pio;
3435         dpa->dpa_cb = cb;
3436         dpa->dpa_arg = arg;
3437
3438         /* flag if L2ARC eligible, l2arc_noprefetch then decides */
3439         if (dnode_level_is_l2cacheable(&bp, dn, level))
3440                 dpa->dpa_aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
3441
3442         /*
3443          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
3444          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
3445          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
3446          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
3447          * doing.
3448          */
3449         if (curlevel == level) {
3450                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
3451                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
3452         } else {
3453                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
3454                 zbookmark_phys_t zb;
3455
3456                 /* flag if L2ARC eligible, l2arc_noprefetch then decides */
3457                 if (dnode_level_is_l2cacheable(&bp, dn, level))
3458                         iter_aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
3459
3460                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3461                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
3462                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
3463                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
3464                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
3465                     &iter_aflags, &zb);
3466         }
3467         /*
3468          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
3469          * dpa may have already been freed.
3470          */
3471         zio_nowait(pio);
3472         return (1);
3473 no_issue:
3474         if (cb != NULL)
3475                 cb(arg, B_FALSE);
3476         return (0);
3477 }
3478
3479 int
3480 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
3481     arc_flags_t aflags)
3482 {
3483
3484         return (dbuf_prefetch_impl(dn, level, blkid, prio, aflags, NULL, NULL));
3485 }
3486
3487 /*
3488  * Helper function for dbuf_hold_impl() to copy a buffer. Handles
3489  * the case of encrypted, compressed and uncompressed buffers by
3490  * allocating the new buffer, respectively, with arc_alloc_raw_buf(),
3491  * arc_alloc_compressed_buf() or arc_alloc_buf().*
3492  *
3493  * NOTE: Declared noinline to avoid stack bloat in dbuf_hold_impl().
3494  */
3495 noinline static void
3496 dbuf_hold_copy(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
3497 {
3498         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
3499         arc_buf_t *data = dr->dt.dl.dr_data;
3500         enum zio_compress compress_type = arc_get_compression(data);
3501         uint8_t complevel = arc_get_complevel(data);
3502
3503         if (arc_is_encrypted(data)) {
3504                 boolean_t byteorder;
3505                 uint8_t salt[ZIO_DATA_SALT_LEN];
3506                 uint8_t iv[ZIO_DATA_IV_LEN];
3507                 uint8_t mac[ZIO_DATA_MAC_LEN];
3508
3509                 arc_get_raw_params(data, &byteorder, salt, iv, mac);
3510                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_raw_buf(dn->dn_objset->os_spa, db,
3511                     dmu_objset_id(dn->dn_objset), byteorder, salt, iv, mac,
3512                     dn->dn_type, arc_buf_size(data), arc_buf_lsize(data),
3513                     compress_type, complevel));
3514         } else if (compress_type != ZIO_COMPRESS_OFF) {
3515                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_compressed_buf(
3516                     dn->dn_objset->os_spa, db, arc_buf_size(data),
3517                     arc_buf_lsize(data), compress_type, complevel));
3518         } else {
3519                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db,
3520                     DBUF_GET_BUFC_TYPE(db), db->db.db_size));
3521         }
3522
3523         rw_enter(&db->db_rwlock, RW_WRITER);
3524         bcopy(data->b_data, db->db.db_data, arc_buf_size(data));
3525         rw_exit(&db->db_rwlock);
3526 }
3527
3528 /*
3529  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
3530  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
3531  */
3532 int
3533 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
3534     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
3535     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
3536 {
3537         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
3538
3539         /* If the pool has been created, verify the tx_sync_lock is not held */
3540         spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
3541         dsl_pool_t *dp = spa->spa_dsl_pool;
3542         if (dp != NULL) {
3543                 ASSERT(!MUTEX_HELD(&dp->dp_tx.tx_sync_lock));
3544         }
3545
3546         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3547         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
3548         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
3549
3550         *dbp = NULL;
3551
3552         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
3553         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
3554
3555         if (db == NULL) {
3556                 blkptr_t *bp = NULL;
3557                 int err;
3558
3559                 if (fail_uncached)
3560                         return (SET_ERROR(ENOENT));
3561
3562                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
3563                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
3564                 if (fail_sparse) {
3565                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
3566                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
3567                         if (err) {
3568                                 if (parent)
3569                                         dbuf_rele(parent, NULL);
3570                                 return (err);
3571                         }
3572                 }
3573                 if (err && err != ENOENT)
3574                         return (err);
3575                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
3576         }
3577
3578         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
3579                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3580                 return (SET_ERROR(ENOENT));
3581         }
3582
3583         if (db->db_buf != NULL) {
3584                 arc_buf_access(db->db_buf);
3585                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
3586         }
3587
3588         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
3589
3590         /*
3591          * If this buffer is currently syncing out, and we are
3592          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
3593          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
3594          */
3595         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
3596             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
3597             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
3598                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
3599                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf)
3600                         dbuf_hold_copy(dn, db);
3601         }
3602
3603         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
3604                 ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&db->db_holds));
3605                 ASSERT(db->db_caching_status == DB_DBUF_CACHE ||
3606                     db->db_caching_status == DB_DBUF_METADATA_CACHE);
3607
3608                 multilist_remove(&dbuf_caches[db->db_caching_status].cache, db);
3609                 (void) zfs_refcount_remove_many(
3610                     &dbuf_caches[db->db_caching_status].size,
3611                     db->db.db_size, db);
3612
3613                 if (db->db_caching_status == DB_DBUF_METADATA_CACHE) {
3614                         DBUF_STAT_BUMPDOWN(metadata_cache_count);
3615                 } else {
3616                         DBUF_STAT_BUMPDOWN(cache_levels[db->db_level]);
3617                         DBUF_STAT_BUMPDOWN(cache_count);
3618                         DBUF_STAT_DECR(cache_levels_bytes[db->db_level],
3619                             db->db.db_size);
3620                 }
3621                 db->db_caching_status = DB_NO_CACHE;
3622         }
3623         (void) zfs_refcount_add(&db->db_holds, tag);
3624         DBUF_VERIFY(db);
3625         mutex_exit(&db->db_mtx);
3626
3627         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
3628         if (parent)
3629                 dbuf_rele(parent, NULL);
3630
3631         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
3632         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
3633         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
3634         *dbp = db;
3635
3636         return (0);
3637 }
3638
3639 dmu_buf_impl_t *
3640 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
3641 {
3642         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
3643 }
3644
3645 dmu_buf_impl_t *
3646 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
3647 {
3648         dmu_buf_impl_t *db;
3649         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
3650         return (err ? NULL : db);
3651 }
3652
3653 void
3654 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
3655 {
3656         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
3657
3658         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
3659         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
3660 }
3661
3662 int
3663 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
3664 {
3665         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
3666
3667         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3668                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
3669         if (blksz == 0)
3670                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
3671         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
3672         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
3673
3674         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
3675
3676         return (0);
3677 }
3678
3679 void
3680 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
3681 {
3682         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
3683 }
3684
3685 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
3686 void
3687 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
3688 {
3689         int64_t holds = zfs_refcount_add(&db->db_holds, tag);
3690         VERIFY3S(holds, >, 1);
3691 }
3692
3693 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
3694 boolean_t
3695 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
3696     void *tag)
3697 {
3698         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
3699         dmu_buf_impl_t *found_db;
3700         boolean_t result = B_FALSE;
3701
3702         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
3703                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
3704         else
3705                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
3706
3707         if (found_db != NULL) {
3708                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
3709                         (void) zfs_refcount_add(&db->db_holds, tag);
3710                         result = B_TRUE;
3711                 }
3712                 mutex_exit(&found_db->db_mtx);
3713         }
3714         return (result);
3715 }
3716
3717 /*
3718  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
3719  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
3720  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
3721  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
3722  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
3723  */
3724 void
3725 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
3726 {
3727         mutex_enter(&db->db_mtx);
3728         dbuf_rele_and_unlock(db, tag, B_FALSE);
3729 }
3730
3731 void
3732 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
3733 {
3734         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
3735 }
3736
3737 /*
3738  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
3739  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.  The 'evicting'
3740  * argument should be set if we are already in the dbuf-evicting code
3741  * path, in which case we don't want to recursively evict.  This allows us to
3742  * avoid deeply nested stacks that would have a call flow similar to this:
3743  *
3744  * dbuf_rele()-->dbuf_rele_and_unlock()-->dbuf_evict_notify()
3745  *      ^                                               |
3746  *      |                                               |
3747  *      +-----dbuf_destroy()<--dbuf_evict_one()<--------+
3748  *
3749  */
3750 void
3751 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag, boolean_t evicting)
3752 {
3753         int64_t holds;
3754         uint64_t size;
3755
3756         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
3757         DBUF_VERIFY(db);
3758
3759         /*
3760          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
3761          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
3762          * buffer has a corresponding dnode hold.
3763          */
3764         holds = zfs_refcount_remove(&db->db_holds, tag);
3765         ASSERT(holds >= 0);
3766
3767         /*
3768          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
3769          * may be modified in the current syncing context.
3770          */
3771         if (db->db_buf != NULL &&
3772             holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0)) {
3773                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
3774         }
3775
3776         if (holds == db->db_dirtycnt &&
3777             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
3778                 dbuf_evict_user(db);
3779
3780         if (holds == 0) {
3781                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3782                         dnode_t *dn;
3783                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
3784
3785                         /*
3786                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
3787                          * barrier until the move completes.
3788                          */
3789                         DB_DNODE_ENTER(db);
3790
3791                         dn = DB_DNODE(db);
3792                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
3793
3794                         /*
3795                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
3796                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
3797                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
3798                          * the dnode_rele() below.
3799                          */
3800                         DB_DNODE_EXIT(db);
3801
3802                         /*
3803                          * Do not reference db after its lock is dropped.
3804                          * Another thread may evict it.
3805                          */
3806                         mutex_exit(&db->db_mtx);
3807
3808                         if (evict_dbuf)
3809                                 dnode_evict_bonus(dn);
3810
3811                         dnode_rele(dn, db);
3812                 } else if (db->db_buf == NULL) {
3813                         /*
3814                          * This is a special case: we never associated this
3815                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
3816                          */
3817                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
3818                             db->db_state == DB_NOFILL);
3819                         dbuf_destroy(db);
3820                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
3821                         /*
3822                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
3823                          */
3824                         dbuf_destroy(db);
3825                 } else {
3826                         boolean_t do_arc_evict = B_FALSE;
3827                         blkptr_t bp;
3828                         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
3829
3830                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) &&
3831                             db->db_blkptr != NULL &&
3832                             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
3833                             !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
3834                                 do_arc_evict = B_TRUE;
3835                                 bp = *db->db_blkptr;
3836                         }
3837
3838                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
3839                             db->db_pending_evict) {
3840                                 dbuf_destroy(db);
3841                         } else if (!multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
3842                                 ASSERT3U(db->db_caching_status, ==,
3843                                     DB_NO_CACHE);
3844
3845                                 dbuf_cached_state_t dcs =
3846                                     dbuf_include_in_metadata_cache(db) ?
3847                                     DB_DBUF_METADATA_CACHE : DB_DBUF_CACHE;
3848                                 db->db_caching_status = dcs;
3849
3850                                 multilist_insert(&dbuf_caches[dcs].cache, db);
3851                                 uint64_t db_size = db->db.db_size;
3852                                 size = zfs_refcount_add_many(
3853                                     &dbuf_caches[dcs].size, db_size, db);
3854                                 uint8_t db_level = db->db_level;
3855                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3856
3857                                 if (dcs == DB_DBUF_METADATA_CACHE) {
3858                                         DBUF_STAT_BUMP(metadata_cache_count);
3859                                         DBUF_STAT_MAX(
3860                                             metadata_cache_size_bytes_max,
3861                                             size);
3862                                 } else {
3863                                         DBUF_STAT_BUMP(cache_count);
3864                                         DBUF_STAT_MAX(cache_size_bytes_max,
3865                                             size);
3866                                         DBUF_STAT_BUMP(cache_levels[db_level]);
3867                                         DBUF_STAT_INCR(
3868                                             cache_levels_bytes[db_level],
3869                                             db_size);
3870                                 }
3871
3872                                 if (dcs == DB_DBUF_CACHE && !evicting)
3873                                         dbuf_evict_notify(size);
3874                         }
3875
3876                         if (do_arc_evict)
3877                                 arc_freed(spa, &bp);
3878                 }
3879         } else {
3880                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3881         }
3882
3883 }
3884
3885 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
3886 uint64_t
3887 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
3888 {
3889         return (zfs_refcount_count(&db->db_holds));
3890 }
3891
3892 uint64_t
3893 dmu_buf_user_refcount(dmu_buf_t *db_fake)
3894 {
3895         uint64_t holds;
3896         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
3897
3898         mutex_enter(&db->db_mtx);
3899         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&db->db_holds), >=, db->db_dirtycnt);
3900         holds = zfs_refcount_count(&db->db_holds) - db->db_dirtycnt;
3901         mutex_exit(&db->db_mtx);
3902
3903         return (holds);
3904 }
3905
3906 void *
3907 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
3908     dmu_buf_user_t *new_user)
3909 {
3910         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
3911
3912         mutex_enter(&db->db_mtx);
3913         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
3914         if (db->db_user == old_user)
3915                 db->db_user = new_user;
3916         else
3917                 old_user = db->db_user;
3918         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
3919         mutex_exit(&db->db_mtx);
3920
3921         return (old_user);
3922 }
3923
3924 void *
3925 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
3926 {
3927         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
3928 }
3929
3930 void *
3931 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
3932 {
3933         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
3934
3935         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
3936         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
3937 }
3938
3939 void *
3940 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
3941 {
3942         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
3943 }
3944
3945 void *
3946 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
3947 {
3948         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
3949
3950         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
3951         return (db->db_user);
3952 }
3953
3954 void
3955 dmu_buf_user_evict_wait()
3956 {
3957         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
3958 }
3959
3960 blkptr_t *
3961 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
3962 {
3963         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
3964         return (dbi->db_blkptr);
3965 }
3966
3967 objset_t *
3968 dmu_buf_get_objset(dmu_buf_t *db)
3969 {
3970         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
3971         return (dbi->db_objset);
3972 }
3973
3974 dnode_t *
3975 dmu_buf_dnode_enter(dmu_buf_t *db)
3976 {
3977         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
3978         DB_DNODE_ENTER(dbi);
3979         return (DB_DNODE(dbi));
3980 }
3981
3982 void
3983 dmu_buf_dnode_exit(dmu_buf_t *db)
3984 {
3985         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
3986         DB_DNODE_EXIT(dbi);
3987 }
3988
3989 static void
3990 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
3991 {
3992         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
3993         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
3994
3995         if (db->db_blkptr != NULL)
3996                 return;
3997
3998         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3999                 db->db_blkptr = DN_SPILL_BLKPTR(dn->dn_phys);
4000                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
4001                 return;
4002         }
4003         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
4004                 /*
4005                  * This buffer was allocated at a time when there was
4006                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
4007                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mismatch).
4008                  */
4009                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
4010                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
4011                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
4012                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
4013                 DBUF_VERIFY(db);
4014         } else {
4015                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
4016                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
4017
4018                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
4019                 if (parent == NULL) {
4020                         mutex_exit(&db->db_mtx);
4021                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
4022                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
4023                             db->db_blkid >> epbs, db);
4024                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
4025                         mutex_enter(&db->db_mtx);
4026                         db->db_parent = parent;
4027                 }
4028                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
4029                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
4030                 DBUF_VERIFY(db);
4031         }
4032 }
4033
4034 static void
4035 dbuf_sync_bonus(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
4036 {
4037         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
4038         void *data = dr->dt.dl.dr_data;
4039
4040         ASSERT0(db->db_level);
4041         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
4042         ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID);
4043         ASSERT(data != NULL);
4044
4045         dnode_t *dn = dr->dr_dnode;
4046         ASSERT3U(DN_MAX_BONUS_LEN(dn->dn_phys), <=,
4047             DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_phys->dn_extra_slots + 1));
4048         bcopy(data, DN_BONUS(dn->dn_phys), DN_MAX_BONUS_LEN(dn->dn_phys));
4049
4050         dbuf_sync_leaf_verify_bonus_dnode(dr);
4051
4052         dbuf_undirty_bonus(dr);
4053         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg, B_FALSE);
4054 }
4055
4056 /*
4057  * When syncing out a blocks of dnodes, adjust the block to deal with
4058  * encryption.  Normally, we make sure the block is decrypted before writing
4059  * it.  If we have crypt params, then we are writing a raw (encrypted) block,
4060  * from a raw receive.  In this case, set the ARC buf's crypt params so
4061  * that the BP will be filled with the correct byteorder, salt, iv, and mac.
4062  */
4063 static void
4064 dbuf_prepare_encrypted_dnode_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr)
4065 {
4066         int err;
4067         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
4068
4069         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
4070         ASSERT3U(db->db.db_object, ==, DMU_META_DNODE_OBJECT);
4071         ASSERT3U(db->db_level, ==, 0);
4072
4073         if (!db->db_objset->os_raw_receive && arc_is_encrypted(db->db_buf)) {
4074                 zbookmark_phys_t zb;
4075
4076                 /*
4077                  * Unfortunately, there is currently no mechanism for
4078                  * syncing context to handle decryption errors. An error
4079                  * here is only possible if an attacker maliciously
4080                  * changed a dnode block and updated the associated
4081                  * checksums going up the block tree.
4082                  */
4083                 SET_BOOKMARK(&zb, dmu_objset_id(db->db_objset),
4084                     db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
4085                 err = arc_untransform(db->db_buf, db->db_objset->os_spa,
4086                     &zb, B_TRUE);
4087                 if (err)
4088                         panic("Invalid dnode block MAC");
4089         } else if (dr->dt.dl.dr_has_raw_params) {
4090                 (void) arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
4091                 arc_convert_to_raw(dr->dt.dl.dr_data,
4092                     dmu_objset_id(db->db_objset),
4093                     dr->dt.dl.dr_byteorder, DMU_OT_DNODE,
4094                     dr->dt.dl.dr_salt, dr->dt.dl.dr_iv, dr->dt.dl.dr_mac);
4095         }
4096 }
4097
4098 /*
4099  * dbuf_sync_indirect() is called recursively from dbuf_sync_list() so it
4100  * is critical the we not allow the compiler to inline this function in to
4101  * dbuf_sync_list() thereby drastically bloating the stack usage.
4102  */
4103 noinline static void
4104 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
4105 {
4106         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
4107         dnode_t *dn = dr->dr_dnode;
4108
4109         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
4110
4111         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
4112
4113         mutex_enter(&db->db_mtx);
4114
4115         ASSERT(db->db_level > 0);
4116         DBUF_VERIFY(db);
4117
4118         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
4119         if (db->db_buf == NULL) {
4120                 mutex_exit(&db->db_mtx);
4121                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
4122                 mutex_enter(&db->db_mtx);
4123         }
4124         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
4125         ASSERT(db->db_buf != NULL);
4126
4127         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
4128         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
4129         dbuf_check_blkptr(dn, db);
4130
4131         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
4132         db->db_data_pending = dr;
4133
4134         mutex_exit(&db->db_mtx);
4135
4136         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
4137
4138         zio_t *zio = dr->dr_zio;
4139         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
4140         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
4141         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
4142         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
4143         zio_nowait(zio);
4144 }
4145
4146 /*
4147  * Verify that the size of the data in our bonus buffer does not exceed
4148  * its recorded size.
4149  *
4150  * The purpose of this verification is to catch any cases in development
4151  * where the size of a phys structure (i.e space_map_phys_t) grows and,
4152  * due to incorrect feature management, older pools expect to read more
4153  * data even though they didn't actually write it to begin with.
4154  *
4155  * For a example, this would catch an error in the feature logic where we
4156  * open an older pool and we expect to write the space map histogram of
4157  * a space map with size SPACE_MAP_SIZE_V0.
4158  */
4159 static void
4160 dbuf_sync_leaf_verify_bonus_dnode(dbuf_dirty_record_t *dr)
4161 {
4162 #ifdef ZFS_DEBUG
4163         dnode_t *dn = dr->dr_dnode;
4164
4165         /*
4166          * Encrypted bonus buffers can have data past their bonuslen.
4167          * Skip the verification of these blocks.
4168          */
4169         if (DMU_OT_IS_ENCRYPTED(dn->dn_bonustype))
4170                 return;
4171
4172         uint16_t bonuslen = dn->dn_phys->dn_bonuslen;
4173         uint16_t maxbonuslen = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots);
4174         ASSERT3U(bonuslen, <=, maxbonuslen);
4175
4176         arc_buf_t *datap = dr->dt.dl.dr_data;
4177         char *datap_end = ((char *)datap) + bonuslen;
4178         char *datap_max = ((char *)datap) + maxbonuslen;
4179
4180         /* ensure that everything is zero after our data */
4181         for (; datap_end < datap_max; datap_end++)
4182                 ASSERT(*datap_end == 0);
4183 #endif
4184 }
4185
4186 static blkptr_t *
4187 dbuf_lightweight_bp(dbuf_dirty_record_t *dr)
4188 {
4189         /* This must be a lightweight dirty record. */
4190         ASSERT3P(dr->dr_dbuf, ==, NULL);
4191         dnode_t *dn = dr->dr_dnode;
4192
4193         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 1) {
4194                 VERIFY3U(dr->dt.dll.dr_blkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
4195                 return (&dn->dn_phys->dn_blkptr[dr->dt.dll.dr_blkid]);
4196         } else {
4197                 dmu_buf_impl_t *parent_db = dr->dr_parent->dr_dbuf;
4198                 int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
4199                 VERIFY3U(parent_db->db_level, ==, 1);
4200                 VERIFY3P(parent_db->db_dnode_handle->dnh_dnode, ==, dn);
4201                 VERIFY3U(dr->dt.dll.dr_blkid >> epbs, ==, parent_db->db_blkid);
4202                 blkptr_t *bp = parent_db->db.db_data;
4203                 return (&bp[dr->dt.dll.dr_blkid & ((1 << epbs) - 1)]);
4204         }
4205 }
4206
4207 static void
4208 dbuf_lightweight_ready(zio_t *zio)
4209 {
4210         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
4211         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
4212
4213         if (zio->io_error != 0)
4214                 return;
4215
4216         dnode_t *dn = dr->dr_dnode;
4217
4218         blkptr_t *bp_orig = dbuf_lightweight_bp(dr);
4219         spa_t *spa = dmu_objset_spa(dn->dn_objset);
4220         int64_t delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) -
4221             bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
4222         dnode_diduse_space(dn, delta);
4223
4224         uint64_t blkid = dr->dt.dll.dr_blkid;
4225         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
4226         if (blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid) {
4227                 ASSERT0(dn->dn_objset->os_raw_receive);
4228                 dn->dn_phys->dn_maxblkid = blkid;
4229         }
4230         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
4231
4232         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
4233                 uint64_t fill = BP_IS_HOLE(bp) ? 0 : 1;
4234                 BP_SET_FILL(bp, fill);
4235         }
4236
4237         dmu_buf_impl_t *parent_db;
4238         EQUIV(dr->dr_parent == NULL, dn->dn_phys->dn_nlevels == 1);
4239         if (dr->dr_parent == NULL) {
4240                 parent_db = dn->dn_dbuf;
4241         } else {
4242                 parent_db = dr->dr_parent->dr_dbuf;
4243         }
4244         rw_enter(&parent_db->db_rwlock, RW_WRITER);
4245         *bp_orig = *bp;
4246         rw_exit(&parent_db->db_rwlock);
4247 }
4248
4249 static void
4250 dbuf_lightweight_physdone(zio_t *zio)
4251 {
4252         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
4253         dsl_pool_t *dp = spa_get_dsl(zio->io_spa);
4254         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
4255
4256         /*
4257          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
4258          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
4259          * error will be cleaned up by dbuf_lightweight_done().
4260          */
4261         int delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
4262         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
4263 }
4264
4265 static void
4266 dbuf_lightweight_done(zio_t *zio)
4267 {
4268         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
4269
4270         VERIFY0(zio->io_error);
4271
4272         objset_t *os = dr->dr_dnode->dn_objset;
4273         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
4274
4275         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
4276                 ASSERT(BP_EQUAL(zio->io_bp, &zio->io_bp_orig));
4277         } else {
4278                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
4279                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, &zio->io_bp_orig, tx, B_TRUE);
4280                 dsl_dataset_block_born(ds, zio->io_bp, tx);
4281         }
4282
4283         /*
4284          * See comment in dbuf_write_done().
4285          */
4286         if (zio->io_phys_children == 0) {
4287                 dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(os),
4288                     dr->dr_accounted, zio->io_txg);
4289         } else {
4290                 dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(os),
4291                     dr->dr_accounted % zio->io_phys_children, zio->io_txg);
4292         }
4293
4294         abd_free(dr->dt.dll.dr_abd);
4295         kmem_free(dr, sizeof (*dr));
4296 }
4297
4298 noinline static void
4299 dbuf_sync_lightweight(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
4300 {
4301         dnode_t *dn = dr->dr_dnode;
4302         zio_t *pio;
4303         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 1) {
4304                 pio = dn->dn_zio;
4305         } else {
4306                 pio = dr->dr_parent->dr_zio;
4307         }
4308
4309         zbookmark_phys_t zb = {
4310                 .zb_objset = dmu_objset_id(dn->dn_objset),
4311                 .zb_object = dn->dn_object,
4312                 .zb_level = 0,
4313                 .zb_blkid = dr->dt.dll.dr_blkid,
4314         };
4315
4316         /*
4317          * See comment in dbuf_write().  This is so that zio->io_bp_orig
4318          * will have the old BP in dbuf_lightweight_done().
4319          */
4320         dr->dr_bp_copy = *dbuf_lightweight_bp(dr);
4321
4322         dr->dr_zio = zio_write(pio, dmu_objset_spa(dn->dn_objset),
4323             dmu_tx_get_txg(tx), &dr->dr_bp_copy, dr->dt.dll.dr_abd,
4324             dn->dn_datablksz, abd_get_size(dr->dt.dll.dr_abd),
4325             &dr->dt.dll.dr_props, dbuf_lightweight_ready, NULL,
4326             dbuf_lightweight_physdone, dbuf_lightweight_done, dr,
4327             ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
4328             ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | dr->dt.dll.dr_flags, &zb);
4329
4330         zio_nowait(dr->dr_zio);
4331 }
4332
4333 /*
4334  * dbuf_sync_leaf() is called recursively from dbuf_sync_list() so it is
4335  * critical the we not allow the compiler to inline this function in to
4336  * dbuf_sync_list() thereby drastically bloating the stack usage.
4337  */
4338 noinline static void
4339 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
4340 {
4341         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
4342         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
4343         dnode_t *dn = dr->dr_dnode;
4344         objset_t *os;
4345         uint64_t txg = tx->tx_txg;
4346
4347         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
4348
4349         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
4350
4351         mutex_enter(&db->db_mtx);
4352         /*
4353          * To be synced, we must be dirtied.  But we
4354          * might have been freed after the dirty.
4355          */
4356         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
4357                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
4358                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
4359         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
4360                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
4361                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
4362         } else {
4363                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
4364         }
4365         DBUF_VERIFY(db);
4366
4367         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
4368                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
4369                 if (!(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)) {
4370                         /*
4371                          * In the previous transaction group, the bonus buffer
4372                          * was entirely used to store the attributes for the
4373                          * dnode which overrode the dn_spill field.  However,
4374                          * when adding more attributes to the file a spill
4375                          * block was required to hold the extra attributes.
4376                          *
4377                          * Make sure to clear the garbage left in the dn_spill
4378                          * field from the previous attributes in the bonus
4379                          * buffer.  Otherwise, after writing out the spill
4380                          * block to the new allocated dva, it will free
4381                          * the old block pointed to by the invalid dn_spill.
4382                          */
4383                         db->db_blkptr = NULL;
4384                 }
4385                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
4386                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
4387         }
4388
4389         /*
4390          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
4391          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
4392          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
4393          * be called).
4394          */
4395         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
4396                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
4397                 dbuf_sync_bonus(dr, tx);
4398                 return;
4399         }
4400
4401         os = dn->dn_objset;
4402
4403         /*
4404          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
4405          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
4406          * don't check the dr_override_state until we have returned from
4407          * dbuf_check_blkptr.
4408          */
4409         dbuf_check_blkptr(dn, db);
4410
4411         /*
4412          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
4413          * wait for the synchronous IO to complete.
4414          */
4415         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
4416                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
4417                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
4418                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
4419         }
4420
4421         /*
4422          * If this is a dnode block, ensure it is appropriately encrypted
4423          * or decrypted, depending on what we are writing to it this txg.
4424          */
4425         if (os->os_encrypted && dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
4426                 dbuf_prepare_encrypted_dnode_leaf(dr);
4427
4428         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
4429             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
4430             zfs_refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
4431             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
4432             *datap == db->db_buf) {
4433                 /*
4434                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
4435                  * are active holds and db_data still references it),
4436                  * then make a copy before we start the write so that
4437                  * any modifications from the open txg will not leak
4438                  * into this write.
4439                  *
4440                  * NOTE: this copy does not need to be made for
4441                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
4442                  * DNONE_DNODE blocks).
4443                  */
4444                 int psize = arc_buf_size(*datap);
4445                 int lsize = arc_buf_lsize(*datap);
4446                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
4447                 enum zio_compress compress_type = arc_get_compression(*datap);
4448                 uint8_t complevel = arc_get_complevel(*datap);
4449
4450                 if (arc_is_encrypted(*datap)) {
4451                         boolean_t byteorder;
4452                         uint8_t salt[ZIO_DATA_SALT_LEN];
4453                         uint8_t iv[ZIO_DATA_IV_LEN];
4454                         uint8_t mac[ZIO_DATA_MAC_LEN];
4455
4456                         arc_get_raw_params(*datap, &byteorder, salt, iv, mac);
4457                         *datap = arc_alloc_raw_buf(os->os_spa, db,
4458                             dmu_objset_id(os), byteorder, salt, iv, mac,
4459                             dn->dn_type, psize, lsize, compress_type,
4460                             complevel);
4461                 } else if (compress_type != ZIO_COMPRESS_OFF) {
4462                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
4463                         *datap = arc_alloc_compressed_buf(os->os_spa, db,
4464                             psize, lsize, compress_type, complevel);
4465                 } else {
4466                         *datap = arc_alloc_buf(os->os_spa, db, type, psize);
4467                 }
4468                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, psize);
4469         }
4470         db->db_data_pending = dr;
4471
4472         mutex_exit(&db->db_mtx);
4473
4474         dbuf_write(dr, *datap, tx);
4475
4476         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
4477         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
4478                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
4479         } else {
4480                 zio_nowait(dr->dr_zio);
4481         }
4482 }
4483
4484 void
4485 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
4486 {
4487         dbuf_dirty_record_t *dr;
4488
4489         while ((dr = list_head(list))) {
4490                 if (dr->dr_zio != NULL) {
4491                         /*
4492                          * If we find an already initialized zio then we
4493                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
4494                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
4495                          * during processing, so that we can zio_wait()
4496                          * these IOs after initiating all child IOs.
4497                          */
4498                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
4499                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
4500                         break;
4501                 }
4502                 list_remove(list, dr);
4503                 if (dr->dr_dbuf == NULL) {
4504                         dbuf_sync_lightweight(dr, tx);
4505                 } else {
4506                         if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
4507                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
4508                                 VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
4509                         }
4510                         if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
4511                                 dbuf_sync_indirect(dr, tx);
4512                         else
4513                                 dbuf_sync_leaf(dr, tx);
4514                 }
4515         }
4516 }
4517
4518 static void
4519 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
4520 {
4521         (void) buf;
4522         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
4523         dnode_t *dn;
4524         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
4525         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
4526         spa_t *spa = zio->io_spa;
4527         int64_t delta;
4528         uint64_t fill = 0;
4529         int i;
4530
4531         ASSERT3P(db->db_blkptr, !=, NULL);
4532         ASSERT3P(&db->db_data_pending->dr_bp_copy, ==, bp);
4533
4534         DB_DNODE_ENTER(db);
4535         dn = DB_DNODE(db);
4536         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
4537         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
4538         zio->io_prev_space_delta = delta;
4539
4540         if (bp->blk_birth != 0) {
4541                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
4542                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
4543                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
4544                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
4545                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
4546                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
4547         }
4548
4549         mutex_enter(&db->db_mtx);
4550
4551 #ifdef ZFS_DEBUG
4552         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
4553                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
4554                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(bp)) &&
4555                     db->db_blkptr == DN_SPILL_BLKPTR(dn->dn_phys));
4556         }
4557 #endif
4558
4559         if (db->db_level == 0) {
4560                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
4561                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
4562                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
4563                         ASSERT0(db->db_objset->os_raw_receive);
4564                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
4565                 }
4566                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
4567
4568                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
4569                         i = 0;
4570                         while (i < db->db.db_size) {
4571                                 dnode_phys_t *dnp =
4572                                     (void *)(((char *)db->db.db_data) + i);
4573
4574                                 i += DNODE_MIN_SIZE;
4575                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE) {
4576                                         fill++;
4577                                         i += dnp->dn_extra_slots *
4578                                             DNODE_MIN_SIZE;
4579                                 }
4580                         }
4581                 } else {
4582                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
4583                                 fill = 0;
4584                         } else {
4585                                 fill = 1;
4586                         }
4587                 }
4588         } else {
4589                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
4590                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
4591                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
4592                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
4593                                 continue;
4594                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
4595                 }
4596         }
4597         DB_DNODE_EXIT(db);
4598
4599         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
4600                 BP_SET_FILL(bp, fill);
4601
4602         mutex_exit(&db->db_mtx);
4603
4604         db_lock_type_t dblt = dmu_buf_lock_parent(db, RW_WRITER, FTAG);
4605         *db->db_blkptr = *bp;
4606         dmu_buf_unlock_parent(db, dblt, FTAG);
4607 }
4608
4609 /*
4610  * This function gets called just prior to running through the compression
4611  * stage of the zio pipeline. If we're an indirect block comprised of only
4612  * holes, then we want this indirect to be compressed away to a hole. In
4613  * order to do that we must zero out any information about the holes that
4614  * this indirect points to prior to before we try to compress it.
4615  */
4616 static void
4617 dbuf_write_children_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
4618 {
4619         (void) zio, (void) buf;
4620         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
4621         dnode_t *dn;
4622         blkptr_t *bp;
4623         unsigned int epbs, i;
4624
4625         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
4626         DB_DNODE_ENTER(db);
4627         dn = DB_DNODE(db);
4628         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
4629         ASSERT3U(epbs, <, 31);
4630
4631         /* Determine if all our children are holes */
4632         for (i = 0, bp = db->db.db_data; i < 1ULL << epbs; i++, bp++) {
4633                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
4634                         break;
4635         }
4636
4637         /*
4638          * If all the children are holes, then zero them all out so that
4639          * we may get compressed away.
4640          */
4641         if (i == 1ULL << epbs) {
4642                 /*
4643                  * We only found holes. Grab the rwlock to prevent
4644                  * anybody from reading the blocks we're about to
4645                  * zero out.
4646                  */
4647                 rw_enter(&db->db_rwlock, RW_WRITER);
4648                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
4649                 rw_exit(&db->db_rwlock);
4650         }
4651         DB_DNODE_EXIT(db);
4652 }
4653
4654 /*
4655  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
4656  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
4657  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
4658  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
4659  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
4660  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
4661  * i/os complete.
4662  */
4663 static void
4664 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
4665 {
4666         (void) buf;
4667         dmu_buf_impl_t *db = arg;
4668         objset_t *os = db->db_objset;
4669         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
4670         dbuf_dirty_record_t *dr;
4671         int delta = 0;
4672
4673         dr = db->db_data_pending;
4674         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
4675
4676         /*
4677          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
4678          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
4679          * error will be cleaned up by dbuf_write_done().
4680          */
4681         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
4682         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
4683 }
4684
4685 static void
4686 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
4687 {
4688         (void) buf;
4689         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
4690         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
4691         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
4692         objset_t *os = db->db_objset;
4693         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
4694
4695         ASSERT0(zio->io_error);
4696         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
4697
4698         /*
4699          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
4700          * original and bypass all the accounting.
4701          */
4702         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
4703                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
4704         } else {
4705                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
4706                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
4707                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
4708         }
4709
4710         mutex_enter(&db->db_mtx);
4711
4712         DBUF_VERIFY(db);
4713
4714         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
4715         dnode_t *dn = dr->dr_dnode;
4716         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
4717         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
4718         ASSERT(list_next(&db->db_dirty_records, dr) == NULL);
4719         list_remove(&db->db_dirty_records, dr);
4720
4721 #ifdef ZFS_DEBUG
4722         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
4723                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
4724                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
4725                     db->db_blkptr == DN_SPILL_BLKPTR(dn->dn_phys));
4726         }
4727 #endif
4728
4729         if (db->db_level == 0) {
4730                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
4731                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
4732                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
4733                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
4734                                 arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
4735                 }
4736         } else {
4737                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
4738                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
4739                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
4740                         int epbs __maybe_unused = dn->dn_phys->dn_indblkshift -
4741                             SPA_BLKPTRSHIFT;
4742                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
4743                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
4744                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
4745                             db->db.db_size);
4746                 }
4747                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
4748                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
4749         }
4750
4751         cv_broadcast(&db->db_changed);
4752         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
4753         db->db_dirtycnt -= 1;
4754         db->db_data_pending = NULL;
4755         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg, B_FALSE);
4756
4757         /*
4758          * If we didn't do a physical write in this ZIO and we
4759          * still ended up here, it means that the space of the
4760          * dbuf that we just released (and undirtied) above hasn't
4761          * been marked as undirtied in the pool's accounting.
4762          *
4763          * Thus, we undirty that space in the pool's view of the
4764          * world here. For physical writes this type of update
4765          * happens in dbuf_write_physdone().
4766          *
4767          * If we did a physical write, cleanup any rounding errors
4768          * that came up due to writing multiple copies of a block
4769          * on disk [see dbuf_write_physdone()].
4770          */
4771         if (zio->io_phys_children == 0) {
4772                 dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(os),
4773                     dr->dr_accounted, zio->io_txg);
4774         } else {
4775                 dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(os),
4776                     dr->dr_accounted % zio->io_phys_children, zio->io_txg);
4777         }
4778
4779         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
4780 }
4781
4782 static void
4783 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
4784 {
4785         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
4786 }
4787
4788 static void
4789 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
4790 {
4791         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
4792 }
4793
4794 static void
4795 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
4796 {
4797         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
4798         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
4799
4800         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
4801 }
4802
4803 static void
4804 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
4805 {
4806         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
4807         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
4808         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
4809
4810         mutex_enter(&db->db_mtx);
4811         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
4812                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
4813                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
4814                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
4815         }
4816         mutex_exit(&db->db_mtx);
4817
4818         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
4819
4820         if (zio->io_abd != NULL)
4821                 abd_free(zio->io_abd);
4822 }
4823
4824 typedef struct dbuf_remap_impl_callback_arg {
4825         objset_t        *drica_os;
4826         uint64_t        drica_blk_birth;
4827         dmu_tx_t        *drica_tx;
4828 } dbuf_remap_impl_callback_arg_t;
4829
4830 static void
4831 dbuf_remap_impl_callback(uint64_t vdev, uint64_t offset, uint64_t size,
4832     void *arg)
4833 {
4834         dbuf_remap_impl_callback_arg_t *drica = arg;
4835         objset_t *os = drica->drica_os;
4836         spa_t *spa = dmu_objset_spa(os);
4837         dmu_tx_t *tx = drica->drica_tx;
4838
4839         ASSERT(dsl_pool_sync_context(spa_get_dsl(spa)));
4840
4841         if (os == spa_meta_objset(spa)) {
4842                 spa_vdev_indirect_mark_obsolete(spa, vdev, offset, size, tx);
4843         } else {
4844                 dsl_dataset_block_remapped(dmu_objset_ds(os), vdev, offset,
4845                     size, drica->drica_blk_birth, tx);
4846         }
4847 }
4848
4849 static void
4850 dbuf_remap_impl(dnode_t *dn, blkptr_t *bp, krwlock_t *rw, dmu_tx_t *tx)
4851 {
4852         blkptr_t bp_copy = *bp;
4853         spa_t *spa = dmu_objset_spa(dn->dn_objset);
4854         dbuf_remap_impl_callback_arg_t drica;
4855
4856         ASSERT(dsl_pool_sync_context(spa_get_dsl(spa)));
4857
4858         drica.drica_os = dn->dn_objset;
4859         drica.drica_blk_birth = bp->blk_birth;
4860         drica.drica_tx = tx;
4861         if (spa_remap_blkptr(spa, &bp_copy, dbuf_remap_impl_callback,
4862             &drica)) {
4863                 /*
4864                  * If the blkptr being remapped is tracked by a livelist,
4865                  * then we need to make sure the livelist reflects the update.
4866                  * First, cancel out the old blkptr by appending a 'FREE'
4867                  * entry. Next, add an 'ALLOC' to track the new version. This
4868                  * way we avoid trying to free an inaccurate blkptr at delete.
4869                  * Note that embedded blkptrs are not tracked in livelists.
4870                  */
4871                 if (dn->dn_objset != spa_meta_objset(spa)) {
4872                         dsl_dataset_t *ds = dmu_objset_ds(dn->dn_objset);
4873                         if (dsl_deadlist_is_open(&ds->ds_dir->dd_livelist) &&
4874                             bp->blk_birth > ds->ds_dir->dd_origin_txg) {
4875                                 ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
4876                                 ASSERT(dsl_dir_is_clone(ds->ds_dir));
4877                                 ASSERT(spa_feature_is_enabled(spa,
4878                                     SPA_FEATURE_LIVELIST));
4879                                 bplist_append(&ds->ds_dir->dd_pending_frees,
4880                                     bp);
4881                                 bplist_append(&ds->ds_dir->dd_pending_allocs,
4882                                     &bp_copy);
4883                         }
4884                 }
4885
4886                 /*
4887                  * The db_rwlock prevents dbuf_read_impl() from
4888                  * dereferencing the BP while we are changing it.  To
4889                  * avoid lock contention, only grab it when we are actually
4890                  * changing the BP.
4891                  */
4892                 if (rw != NULL)
4893                         rw_enter(rw, RW_WRITER);
4894                 *bp = bp_copy;
4895                 if (rw != NULL)
4896                         rw_exit(rw);
4897         }
4898 }
4899
4900 /*
4901  * Remap any existing BP's to concrete vdevs, if possible.
4902  */
4903 static void
4904 dbuf_remap(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
4905 {
4906         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
4907         ASSERT(dsl_pool_sync_context(spa_get_dsl(spa)));
4908
4909         if (!spa_feature_is_active(spa, SPA_FEATURE_DEVICE_REMOVAL))
4910                 return;
4911
4912         if (db->db_level > 0) {
4913                 blkptr_t *bp = db->db.db_data;
4914                 for (int i = 0; i < db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i++) {
4915                         dbuf_remap_impl(dn, &bp[i], &db->db_rwlock, tx);
4916                 }
4917         } else if (db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
4918                 dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
4919                 ASSERT3U(db->db_dnode_handle->dnh_dnode->dn_type, ==,
4920                     DMU_OT_DNODE);
4921                 for (int i = 0; i < db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
4922                     i += dnp[i].dn_extra_slots + 1) {
4923                         for (int j = 0; j < dnp[i].dn_nblkptr; j++) {
4924                                 krwlock_t *lock = (dn->dn_dbuf == NULL ? NULL :
4925                                     &dn->dn_dbuf->db_rwlock);
4926                                 dbuf_remap_impl(dn, &dnp[i].dn_blkptr[j], lock,
4927                                     tx);
4928                         }
4929                 }
4930         }
4931 }
4932
4933
4934 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
4935 static void
4936 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
4937 {
4938         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
4939         dnode_t *dn = dr->dr_dnode;
4940         objset_t *os;
4941         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
4942         uint64_t txg = tx->tx_txg;
4943         zbookmark_phys_t zb;
4944         zio_prop_t zp;
4945         zio_t *pio; /* parent I/O */
4946         int wp_flag = 0;
4947
4948         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
4949
4950         os = dn->dn_objset;
4951
4952         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
4953                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
4954                         /*
4955                          * Private object buffers are released here rather
4956                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
4957                          * in the syncing context and we don't want the
4958                          * overhead of making multiple copies of the data.
4959                          */
4960                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
4961                                 arc_buf_thaw(data);
4962                         } else {
4963                                 dbuf_release_bp(db);
4964                         }
4965                         dbuf_remap(dn, db, tx);
4966                 }
4967         }
4968
4969         if (parent != dn->dn_dbuf) {
4970                 /* Our parent is an indirect block. */
4971                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
4972                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
4973                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
4974                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
4975                 /*
4976                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
4977                  * our block pointer, so the parent must be released.
4978                  */
4979                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
4980                 pio = parent->db_data_pending->dr_zio;
4981         } else {
4982                 /* Our parent is the dnode itself. */
4983                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
4984                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
4985                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
4986                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
4987                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
4988                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
4989                 pio = dn->dn_zio;
4990         }
4991
4992         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
4993         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
4994         ASSERT(pio);
4995
4996         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
4997             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
4998             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
4999
5000         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
5001                 wp_flag = WP_SPILL;
5002         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
5003
5004         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
5005
5006         /*
5007          * We copy the blkptr now (rather than when we instantiate the dirty
5008          * record), because its value can change between open context and
5009          * syncing context. We do not need to hold dn_struct_rwlock to read
5010          * db_blkptr because we are in syncing context.
5011          */
5012         dr->dr_bp_copy = *db->db_blkptr;
5013
5014         if (db->db_level == 0 &&
5015             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
5016                 /*
5017                  * The BP for this block has been provided by open context
5018                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
5019                  */
5020                 abd_t *contents = (data != NULL) ?
5021                     abd_get_from_buf(data->b_data, arc_buf_size(data)) : NULL;
5022
5023                 dr->dr_zio = zio_write(pio, os->os_spa, txg, &dr->dr_bp_copy,
5024                     contents, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
5025                     dbuf_write_override_ready, NULL, NULL,
5026                     dbuf_write_override_done,
5027                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
5028                 mutex_enter(&db->db_mtx);
5029                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
5030                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
5031                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
5032                 mutex_exit(&db->db_mtx);
5033         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
5034                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
5035                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
5036                 dr->dr_zio = zio_write(pio, os->os_spa, txg,
5037                     &dr->dr_bp_copy, NULL, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
5038                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, NULL,
5039                     dbuf_write_nofill_done, db,
5040                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
5041                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
5042         } else {
5043                 ASSERT(arc_released(data));
5044
5045                 /*
5046                  * For indirect blocks, we want to setup the children
5047                  * ready callback so that we can properly handle an indirect
5048                  * block that only contains holes.
5049                  */
5050                 arc_write_done_func_t *children_ready_cb = NULL;
5051                 if (db->db_level != 0)
5052                         children_ready_cb = dbuf_write_children_ready;
5053
5054                 dr->dr_zio = arc_write(pio, os->os_spa, txg,
5055                     &dr->dr_bp_copy, data, dbuf_is_l2cacheable(db),
5056                     &zp, dbuf_write_ready,
5057                     children_ready_cb, dbuf_write_physdone,
5058                     dbuf_write_done, db, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
5059                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
5060         }
5061 }
5062
5063 EXPORT_SYMBOL(dbuf_find);
5064 EXPORT_SYMBOL(dbuf_is_metadata);
5065 EXPORT_SYMBOL(dbuf_destroy);
5066 EXPORT_SYMBOL(dbuf_loan_arcbuf);
5067 EXPORT_SYMBOL(dbuf_whichblock);
5068 EXPORT_SYMBOL(dbuf_read);
5069 EXPORT_SYMBOL(dbuf_unoverride);
5070 EXPORT_SYMBOL(dbuf_free_range);
5071 EXPORT_SYMBOL(dbuf_new_size);
5072 EXPORT_SYMBOL(dbuf_release_bp);
5073 EXPORT_SYMBOL(dbuf_dirty);
5074 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_set_crypt_params);
5075 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_will_dirty);
5076 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_is_dirty);
5077 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_will_not_fill);
5078 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_will_fill);
5079 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_fill_done);
5080 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_rele);
5081 EXPORT_SYMBOL(dbuf_assign_arcbuf);
5082 EXPORT_SYMBOL(dbuf_prefetch);
5083 EXPORT_SYMBOL(dbuf_hold_impl);
5084 EXPORT_SYMBOL(dbuf_hold);
5085 EXPORT_SYMBOL(dbuf_hold_level);
5086 EXPORT_SYMBOL(dbuf_create_bonus);
5087 EXPORT_SYMBOL(dbuf_spill_set_blksz);
5088 EXPORT_SYMBOL(dbuf_rm_spill);
5089 EXPORT_SYMBOL(dbuf_add_ref);
5090 EXPORT_SYMBOL(dbuf_rele);
5091 EXPORT_SYMBOL(dbuf_rele_and_unlock);
5092 EXPORT_SYMBOL(dbuf_refcount);
5093 EXPORT_SYMBOL(dbuf_sync_list);
5094 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_set_user);
5095 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_set_user_ie);
5096 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_get_user);
5097 EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_get_blkptr);
5098
5099 /* BEGIN CSTYLED */
5100 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_dbuf_cache, dbuf_cache_, max_bytes, ULONG, ZMOD_RW,
5101         "Maximum size in bytes of the dbuf cache.");
5102
5103 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_dbuf_cache, dbuf_cache_, hiwater_pct, UINT, ZMOD_RW,
5104         "Percentage over dbuf_cache_max_bytes when dbufs must be evicted "
5105         "directly.");
5106
5107 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_dbuf_cache, dbuf_cache_, lowater_pct, UINT, ZMOD_RW,
5108         "Percentage below dbuf_cache_max_bytes when the evict thread stops "
5109         "evicting dbufs.");
5110
5111 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_dbuf, dbuf_, metadata_cache_max_bytes, ULONG, ZMOD_RW,
5112         "Maximum size in bytes of the dbuf metadata cache.");
5113
5114 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_dbuf, dbuf_, cache_shift, INT, ZMOD_RW,
5115         "Set the size of the dbuf cache to a log2 fraction of arc size.");
5116
5117 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_dbuf, dbuf_, metadata_cache_shift, INT, ZMOD_RW,
5118         "Set the size of the dbuf metadata cache to a log2 fraction of arc "
5119         "size.");
5120 /* END CSTYLED */