]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - uts/common/fs/zfs/dbuf.c
7531 Assign correct flags to prefetched buffers
[FreeBSD/FreeBSD.git] / uts / common / fs / zfs / dbuf.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2012, 2017 by Delphix. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. All rights reserved.
27  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
28  * Copyright (c) 2014 Integros [integros.com]
29  */
30
31 #include <sys/zfs_context.h>
32 #include <sys/dmu.h>
33 #include <sys/dmu_send.h>
34 #include <sys/dmu_impl.h>
35 #include <sys/dbuf.h>
36 #include <sys/dmu_objset.h>
37 #include <sys/dsl_dataset.h>
38 #include <sys/dsl_dir.h>
39 #include <sys/dmu_tx.h>
40 #include <sys/spa.h>
41 #include <sys/zio.h>
42 #include <sys/dmu_zfetch.h>
43 #include <sys/sa.h>
44 #include <sys/sa_impl.h>
45 #include <sys/zfeature.h>
46 #include <sys/blkptr.h>
47 #include <sys/range_tree.h>
48 #include <sys/callb.h>
49 #include <sys/abd.h>
50
51 uint_t zfs_dbuf_evict_key;
52
53 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
54 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
55
56 #ifndef __lint
57 extern inline void dmu_buf_init_user(dmu_buf_user_t *dbu,
58     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_sync,
59     dmu_buf_evict_func_t *evict_func_async,
60     dmu_buf_t **clear_on_evict_dbufp);
61 #endif /* ! __lint */
62
63 /*
64  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
65  */
66 static kmem_cache_t *dbuf_kmem_cache;
67 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
68
69 static kthread_t *dbuf_cache_evict_thread;
70 static kmutex_t dbuf_evict_lock;
71 static kcondvar_t dbuf_evict_cv;
72 static boolean_t dbuf_evict_thread_exit;
73
74 /*
75  * LRU cache of dbufs. The dbuf cache maintains a list of dbufs that
76  * are not currently held but have been recently released. These dbufs
77  * are not eligible for arc eviction until they are aged out of the cache.
78  * Dbufs are added to the dbuf cache once the last hold is released. If a
79  * dbuf is later accessed and still exists in the dbuf cache, then it will
80  * be removed from the cache and later re-added to the head of the cache.
81  * Dbufs that are aged out of the cache will be immediately destroyed and
82  * become eligible for arc eviction.
83  */
84 static multilist_t *dbuf_cache;
85 static refcount_t dbuf_cache_size;
86 uint64_t dbuf_cache_max_bytes = 100 * 1024 * 1024;
87
88 /* Cap the size of the dbuf cache to log2 fraction of arc size. */
89 int dbuf_cache_max_shift = 5;
90
91 /*
92  * The dbuf cache uses a three-stage eviction policy:
93  *      - A low water marker designates when the dbuf eviction thread
94  *      should stop evicting from the dbuf cache.
95  *      - When we reach the maximum size (aka mid water mark), we
96  *      signal the eviction thread to run.
97  *      - The high water mark indicates when the eviction thread
98  *      is unable to keep up with the incoming load and eviction must
99  *      happen in the context of the calling thread.
100  *
101  * The dbuf cache:
102  *                                                 (max size)
103  *                                      low water   mid water   hi water
104  * +----------------------------------------+----------+----------+
105  * |                                        |          |          |
106  * |                                        |          |          |
107  * |                                        |          |          |
108  * |                                        |          |          |
109  * +----------------------------------------+----------+----------+
110  *                                        stop        signal     evict
111  *                                      evicting     eviction   directly
112  *                                                    thread
113  *
114  * The high and low water marks indicate the operating range for the eviction
115  * thread. The low water mark is, by default, 90% of the total size of the
116  * cache and the high water mark is at 110% (both of these percentages can be
117  * changed by setting dbuf_cache_lowater_pct and dbuf_cache_hiwater_pct,
118  * respectively). The eviction thread will try to ensure that the cache remains
119  * within this range by waking up every second and checking if the cache is
120  * above the low water mark. The thread can also be woken up by callers adding
121  * elements into the cache if the cache is larger than the mid water (i.e max
122  * cache size). Once the eviction thread is woken up and eviction is required,
123  * it will continue evicting buffers until it's able to reduce the cache size
124  * to the low water mark. If the cache size continues to grow and hits the high
125  * water mark, then callers adding elments to the cache will begin to evict
126  * directly from the cache until the cache is no longer above the high water
127  * mark.
128  */
129
130 /*
131  * The percentage above and below the maximum cache size.
132  */
133 uint_t dbuf_cache_hiwater_pct = 10;
134 uint_t dbuf_cache_lowater_pct = 10;
135
136 /* ARGSUSED */
137 static int
138 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
139 {
140         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
141         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
142
143         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
144         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
145         multilist_link_init(&db->db_cache_link);
146         refcount_create(&db->db_holds);
147
148         return (0);
149 }
150
151 /* ARGSUSED */
152 static void
153 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
154 {
155         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
156         mutex_destroy(&db->db_mtx);
157         cv_destroy(&db->db_changed);
158         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
159         refcount_destroy(&db->db_holds);
160 }
161
162 /*
163  * dbuf hash table routines
164  */
165 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
166
167 static uint64_t dbuf_hash_count;
168
169 static uint64_t
170 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
171 {
172         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
173         uint64_t crc = -1ULL;
174
175         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
176         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
177         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
178         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
179         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
180         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
181         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
182
183         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
184
185         return (crc);
186 }
187
188 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
189         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
190         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
191         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
192         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
193
194 dmu_buf_impl_t *
195 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
196 {
197         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
198         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
199         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
200         dmu_buf_impl_t *db;
201
202         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
203         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
204                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
205                         mutex_enter(&db->db_mtx);
206                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
207                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
208                                 return (db);
209                         }
210                         mutex_exit(&db->db_mtx);
211                 }
212         }
213         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
214         return (NULL);
215 }
216
217 static dmu_buf_impl_t *
218 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
219 {
220         dnode_t *dn;
221         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
222
223         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
224                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
225                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
226                         db = dn->dn_bonus;
227                         mutex_enter(&db->db_mtx);
228                 }
229                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
230                 dnode_rele(dn, FTAG);
231         }
232         return (db);
233 }
234
235 /*
236  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
237  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
238  * will be returned and the new element will not be inserted.
239  * Otherwise returns NULL.
240  */
241 static dmu_buf_impl_t *
242 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
243 {
244         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
245         objset_t *os = db->db_objset;
246         uint64_t obj = db->db.db_object;
247         int level = db->db_level;
248         uint64_t blkid = db->db_blkid;
249         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
250         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
251         dmu_buf_impl_t *dbf;
252
253         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
254         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
255                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
256                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
257                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
258                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
259                                 return (dbf);
260                         }
261                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
262                 }
263         }
264
265         mutex_enter(&db->db_mtx);
266         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
267         h->hash_table[idx] = db;
268         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
269         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
270
271         return (NULL);
272 }
273
274 /*
275  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
276  */
277 static void
278 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
279 {
280         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
281         uint64_t hv = dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
282             db->db_level, db->db_blkid);
283         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
284         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
285
286         /*
287          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
288          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
289          */
290         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
291         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
292         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
293
294         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
295         dbp = &h->hash_table[idx];
296         while ((dbf = *dbp) != db) {
297                 dbp = &dbf->db_hash_next;
298                 ASSERT(dbf != NULL);
299         }
300         *dbp = db->db_hash_next;
301         db->db_hash_next = NULL;
302         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
303         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
304 }
305
306 typedef enum {
307         DBVU_EVICTING,
308         DBVU_NOT_EVICTING
309 } dbvu_verify_type_t;
310
311 static void
312 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
313 {
314 #ifdef ZFS_DEBUG
315         int64_t holds;
316
317         if (db->db_user == NULL)
318                 return;
319
320         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
321         ASSERT(db->db_level == 0);
322
323         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
324         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
325         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
326
327         holds = refcount_count(&db->db_holds);
328         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
329                 /*
330                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
331                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
332                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
333                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
334                  * during eviction even though db_mtx is held (see
335                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
336                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
337                  */
338                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
339         } else {
340                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
341                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
342                 else
343                         ASSERT3U(holds, >, 0);
344         }
345 #endif
346 }
347
348 static void
349 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
350 {
351         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
352
353         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
354
355         if (dbu == NULL)
356                 return;
357
358         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
359         db->db_user = NULL;
360
361 #ifdef ZFS_DEBUG
362         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
363                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
364 #endif
365
366         /*
367          * There are two eviction callbacks - one that we call synchronously
368          * and one that we invoke via a taskq.  The async one is useful for
369          * avoiding lock order reversals and limiting stack depth.
370          *
371          * Note that if we have a sync callback but no async callback,
372          * it's likely that the sync callback will free the structure
373          * containing the dbu.  In that case we need to take care to not
374          * dereference dbu after calling the sync evict func.
375          */
376         boolean_t has_async = (dbu->dbu_evict_func_async != NULL);
377
378         if (dbu->dbu_evict_func_sync != NULL)
379                 dbu->dbu_evict_func_sync(dbu);
380
381         if (has_async) {
382                 taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func_async,
383                     dbu, 0, &dbu->dbu_tqent);
384         }
385 }
386
387 boolean_t
388 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
389 {
390         if (db->db_level > 0) {
391                 return (B_TRUE);
392         } else {
393                 boolean_t is_metadata;
394
395                 DB_DNODE_ENTER(db);
396                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
397                 DB_DNODE_EXIT(db);
398
399                 return (is_metadata);
400         }
401 }
402
403 /*
404  * This function *must* return indices evenly distributed between all
405  * sublists of the multilist. This is needed due to how the dbuf eviction
406  * code is laid out; dbuf_evict_thread() assumes dbufs are evenly
407  * distributed between all sublists and uses this assumption when
408  * deciding which sublist to evict from and how much to evict from it.
409  */
410 unsigned int
411 dbuf_cache_multilist_index_func(multilist_t *ml, void *obj)
412 {
413         dmu_buf_impl_t *db = obj;
414
415         /*
416          * The assumption here, is the hash value for a given
417          * dmu_buf_impl_t will remain constant throughout it's lifetime
418          * (i.e. it's objset, object, level and blkid fields don't change).
419          * Thus, we don't need to store the dbuf's sublist index
420          * on insertion, as this index can be recalculated on removal.
421          *
422          * Also, the low order bits of the hash value are thought to be
423          * distributed evenly. Otherwise, in the case that the multilist
424          * has a power of two number of sublists, each sublists' usage
425          * would not be evenly distributed.
426          */
427         return (dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
428             db->db_level, db->db_blkid) %
429             multilist_get_num_sublists(ml));
430 }
431
432 static inline boolean_t
433 dbuf_cache_above_hiwater(void)
434 {
435         uint64_t dbuf_cache_hiwater_bytes =
436             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_hiwater_pct) / 100;
437
438         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
439             dbuf_cache_max_bytes + dbuf_cache_hiwater_bytes);
440 }
441
442 static inline boolean_t
443 dbuf_cache_above_lowater(void)
444 {
445         uint64_t dbuf_cache_lowater_bytes =
446             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_lowater_pct) / 100;
447
448         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
449             dbuf_cache_max_bytes - dbuf_cache_lowater_bytes);
450 }
451
452 /*
453  * Evict the oldest eligible dbuf from the dbuf cache.
454  */
455 static void
456 dbuf_evict_one(void)
457 {
458         int idx = multilist_get_random_index(dbuf_cache);
459         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock(dbuf_cache, idx);
460
461         ASSERT(!MUTEX_HELD(&dbuf_evict_lock));
462
463         /*
464          * Set the thread's tsd to indicate that it's processing evictions.
465          * Once a thread stops evicting from the dbuf cache it will
466          * reset its tsd to NULL.
467          */
468         ASSERT3P(tsd_get(zfs_dbuf_evict_key), ==, NULL);
469         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, (void *)B_TRUE);
470
471         dmu_buf_impl_t *db = multilist_sublist_tail(mls);
472         while (db != NULL && mutex_tryenter(&db->db_mtx) == 0) {
473                 db = multilist_sublist_prev(mls, db);
474         }
475
476         DTRACE_PROBE2(dbuf__evict__one, dmu_buf_impl_t *, db,
477             multilist_sublist_t *, mls);
478
479         if (db != NULL) {
480                 multilist_sublist_remove(mls, db);
481                 multilist_sublist_unlock(mls);
482                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
483                     db->db.db_size, db);
484                 dbuf_destroy(db);
485         } else {
486                 multilist_sublist_unlock(mls);
487         }
488         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, NULL);
489 }
490
491 /*
492  * The dbuf evict thread is responsible for aging out dbufs from the
493  * cache. Once the cache has reached it's maximum size, dbufs are removed
494  * and destroyed. The eviction thread will continue running until the size
495  * of the dbuf cache is at or below the maximum size. Once the dbuf is aged
496  * out of the cache it is destroyed and becomes eligible for arc eviction.
497  */
498 /* ARGSUSED */
499 static void
500 dbuf_evict_thread(void *unused)
501 {
502         callb_cpr_t cpr;
503
504         CALLB_CPR_INIT(&cpr, &dbuf_evict_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
505
506         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
507         while (!dbuf_evict_thread_exit) {
508                 while (!dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
509                         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
510                         (void) cv_timedwait_hires(&dbuf_evict_cv,
511                             &dbuf_evict_lock, SEC2NSEC(1), MSEC2NSEC(1), 0);
512                         CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &dbuf_evict_lock);
513                 }
514                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
515
516                 /*
517                  * Keep evicting as long as we're above the low water mark
518                  * for the cache. We do this without holding the locks to
519                  * minimize lock contention.
520                  */
521                 while (dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
522                         dbuf_evict_one();
523                 }
524
525                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
526         }
527
528         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
529         cv_broadcast(&dbuf_evict_cv);
530         CALLB_CPR_EXIT(&cpr);   /* drops dbuf_evict_lock */
531         thread_exit();
532 }
533
534 /*
535  * Wake up the dbuf eviction thread if the dbuf cache is at its max size.
536  * If the dbuf cache is at its high water mark, then evict a dbuf from the
537  * dbuf cache using the callers context.
538  */
539 static void
540 dbuf_evict_notify(void)
541 {
542
543         /*
544          * We use thread specific data to track when a thread has
545          * started processing evictions. This allows us to avoid deeply
546          * nested stacks that would have a call flow similar to this:
547          *
548          * dbuf_rele()-->dbuf_rele_and_unlock()-->dbuf_evict_notify()
549          *      ^                                               |
550          *      |                                               |
551          *      +-----dbuf_destroy()<--dbuf_evict_one()<--------+
552          *
553          * The dbuf_eviction_thread will always have its tsd set until
554          * that thread exits. All other threads will only set their tsd
555          * if they are participating in the eviction process. This only
556          * happens if the eviction thread is unable to process evictions
557          * fast enough. To keep the dbuf cache size in check, other threads
558          * can evict from the dbuf cache directly. Those threads will set
559          * their tsd values so that we ensure that they only evict one dbuf
560          * from the dbuf cache.
561          */
562         if (tsd_get(zfs_dbuf_evict_key) != NULL)
563                 return;
564
565         /*
566          * We check if we should evict without holding the dbuf_evict_lock,
567          * because it's OK to occasionally make the wrong decision here,
568          * and grabbing the lock results in massive lock contention.
569          */
570         if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
571                 if (dbuf_cache_above_hiwater())
572                         dbuf_evict_one();
573                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
574         }
575 }
576
577 void
578 dbuf_init(void)
579 {
580         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
581         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
582         int i;
583
584         /*
585          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
586          * with an average 4K block size.  The table will take up
587          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
588          */
589         while (hsize * 4096 < physmem * PAGESIZE)
590                 hsize <<= 1;
591
592 retry:
593         h->hash_table_mask = hsize - 1;
594         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
595         if (h->hash_table == NULL) {
596                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
597                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
598                 hsize >>= 1;
599                 goto retry;
600         }
601
602         dbuf_kmem_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
603             sizeof (dmu_buf_impl_t),
604             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
605
606         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
607                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
608
609         /*
610          * Setup the parameters for the dbuf cache. We cap the size of the
611          * dbuf cache to 1/32nd (default) of the size of the ARC.
612          */
613         dbuf_cache_max_bytes = MIN(dbuf_cache_max_bytes,
614             arc_max_bytes() >> dbuf_cache_max_shift);
615
616         /*
617          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
618          * configuration is not required.
619          */
620         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
621
622         dbuf_cache = multilist_create(sizeof (dmu_buf_impl_t),
623             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_cache_link),
624             dbuf_cache_multilist_index_func);
625         refcount_create(&dbuf_cache_size);
626
627         tsd_create(&zfs_dbuf_evict_key, NULL);
628         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
629         mutex_init(&dbuf_evict_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
630         cv_init(&dbuf_evict_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
631         dbuf_cache_evict_thread = thread_create(NULL, 0, dbuf_evict_thread,
632             NULL, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
633 }
634
635 void
636 dbuf_fini(void)
637 {
638         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
639         int i;
640
641         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
642                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
643         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
644         kmem_cache_destroy(dbuf_kmem_cache);
645         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
646
647         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
648         dbuf_evict_thread_exit = B_TRUE;
649         while (dbuf_evict_thread_exit) {
650                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
651                 cv_wait(&dbuf_evict_cv, &dbuf_evict_lock);
652         }
653         mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
654         tsd_destroy(&zfs_dbuf_evict_key);
655
656         mutex_destroy(&dbuf_evict_lock);
657         cv_destroy(&dbuf_evict_cv);
658
659         refcount_destroy(&dbuf_cache_size);
660         multilist_destroy(dbuf_cache);
661 }
662
663 /*
664  * Other stuff.
665  */
666
667 #ifdef ZFS_DEBUG
668 static void
669 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
670 {
671         dnode_t *dn;
672         dbuf_dirty_record_t *dr;
673
674         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
675
676         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
677                 return;
678
679         ASSERT(db->db_objset != NULL);
680         DB_DNODE_ENTER(db);
681         dn = DB_DNODE(db);
682         if (dn == NULL) {
683                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
684                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
685         } else {
686                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
687                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
688                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
689                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
690                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
691                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
692         }
693         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
694                 ASSERT(dn != NULL);
695                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
696                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
697         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
698                 ASSERT(dn != NULL);
699                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
700                 ASSERT0(db->db.db_offset);
701         } else {
702                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
703         }
704
705         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
706                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
707
708         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
709                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
710
711         /*
712          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
713          * can be momentarily different when another thread is doing
714          * dnode_set_blksz().
715          */
716         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
717                 dr = db->db_data_pending;
718                 /*
719                  * It should only be modified in syncing context, so
720                  * make sure we only have one copy of the data.
721                  */
722                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
723         }
724
725         /* verify db->db_blkptr */
726         if (db->db_blkptr) {
727                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
728                         /* db is pointed to by the dnode */
729                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
730                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
731                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
732                         else
733                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
734                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
735                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
736                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
737                 } else {
738                         /* db is pointed to by an indirect block */
739                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
740                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
741                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
742                             db->db.db_object);
743                         /*
744                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
745                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
746                          * grows.  safe to do this now?
747                          */
748                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
749                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
750                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
751                                     db->db_blkid % epb));
752                         }
753                 }
754         }
755         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
756             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
757             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
758             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
759                 /*
760                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
761                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
762                  * data when we evict this buffer.
763                  *
764                  * There is an exception to this rule for indirect blocks; in
765                  * this case, if the indirect block is a hole, we fill in a few
766                  * fields on each of the child blocks (importantly, birth time)
767                  * to prevent hole birth times from being lost when you
768                  * partially fill in a hole.
769                  */
770                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
771                         if (db->db_level == 0) {
772                                 uint64_t *buf = db->db.db_data;
773                                 int i;
774
775                                 for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
776                                         ASSERT(buf[i] == 0);
777                                 }
778                         } else {
779                                 blkptr_t *bps = db->db.db_data;
780                                 ASSERT3U(1 << DB_DNODE(db)->dn_indblkshift, ==,
781                                     db->db.db_size);
782                                 /*
783                                  * We want to verify that all the blkptrs in the
784                                  * indirect block are holes, but we may have
785                                  * automatically set up a few fields for them.
786                                  * We iterate through each blkptr and verify
787                                  * they only have those fields set.
788                                  */
789                                 for (int i = 0;
790                                     i < db->db.db_size / sizeof (blkptr_t);
791                                     i++) {
792                                         blkptr_t *bp = &bps[i];
793                                         ASSERT(ZIO_CHECKSUM_IS_ZERO(
794                                             &bp->blk_cksum));
795                                         ASSERT(
796                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[0]) &&
797                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[1]) &&
798                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[2]));
799                                         ASSERT0(bp->blk_fill);
800                                         ASSERT0(bp->blk_pad[0]);
801                                         ASSERT0(bp->blk_pad[1]);
802                                         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
803                                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
804                                         ASSERT0(bp->blk_phys_birth);
805                                 }
806                         }
807                 }
808         }
809         DB_DNODE_EXIT(db);
810 }
811 #endif
812
813 static void
814 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
815 {
816         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
817         dbuf_evict_user(db);
818         ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
819         db->db.db_data = NULL;
820         if (db->db_state != DB_NOFILL)
821                 db->db_state = DB_UNCACHED;
822 }
823
824 static void
825 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
826 {
827         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
828         ASSERT(buf != NULL);
829
830         db->db_buf = buf;
831         ASSERT(buf->b_data != NULL);
832         db->db.db_data = buf->b_data;
833 }
834
835 /*
836  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
837  */
838 arc_buf_t *
839 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
840 {
841         arc_buf_t *abuf;
842
843         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
844         mutex_enter(&db->db_mtx);
845         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
846                 int blksz = db->db.db_size;
847                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
848
849                 mutex_exit(&db->db_mtx);
850                 abuf = arc_loan_buf(spa, B_FALSE, blksz);
851                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
852         } else {
853                 abuf = db->db_buf;
854                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
855                 db->db_buf = NULL;
856                 dbuf_clear_data(db);
857                 mutex_exit(&db->db_mtx);
858         }
859         return (abuf);
860 }
861
862 /*
863  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
864  * provided.
865  */
866 uint64_t
867 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
868 {
869         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
870                 /*
871                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
872                  * the number of level 0s in a level n block.
873                  *
874                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
875                  * offset / 2^datablkshift.
876                  *
877                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
878                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
879                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
880                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
881                  *
882                  * Thus, the level n blkid is: offset /
883                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
884                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
885                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
886                  * = offset >> (datablkshift + level *
887                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
888                  */
889                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
890                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
891         } else {
892                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
893                 return (0);
894         }
895 }
896
897 static void
898 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
899 {
900         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
901
902         mutex_enter(&db->db_mtx);
903         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
904         /*
905          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
906          */
907         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
908         ASSERT(db->db_buf == NULL);
909         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
910         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
911                 /* we were freed in flight; disregard any error */
912                 arc_release(buf, db);
913                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
914                 arc_buf_freeze(buf);
915                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
916                 dbuf_set_data(db, buf);
917                 db->db_state = DB_CACHED;
918         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
919                 dbuf_set_data(db, buf);
920                 db->db_state = DB_CACHED;
921         } else {
922                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
923                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
924                 arc_buf_destroy(buf, db);
925                 db->db_state = DB_UNCACHED;
926         }
927         cv_broadcast(&db->db_changed);
928         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
929 }
930
931 static void
932 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
933 {
934         dnode_t *dn;
935         zbookmark_phys_t zb;
936         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
937
938         DB_DNODE_ENTER(db);
939         dn = DB_DNODE(db);
940         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
941         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
942         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
943         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
944         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
945         ASSERT(db->db_buf == NULL);
946
947         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
948                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
949
950                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
951                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
952                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
953                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
954                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
955                 if (bonuslen)
956                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
957                 DB_DNODE_EXIT(db);
958                 db->db_state = DB_CACHED;
959                 mutex_exit(&db->db_mtx);
960                 return;
961         }
962
963         /*
964          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
965          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
966          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
967          */
968         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
969             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
970             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
971                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
972
973                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(db->db_objset->os_spa, db, type,
974                     db->db.db_size));
975                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
976
977                 if (db->db_blkptr != NULL && db->db_level > 0 &&
978                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
979                     db->db_blkptr->blk_birth != 0) {
980                         blkptr_t *bps = db->db.db_data;
981                         for (int i = 0; i < ((1 <<
982                             DB_DNODE(db)->dn_indblkshift) / sizeof (blkptr_t));
983                             i++) {
984                                 blkptr_t *bp = &bps[i];
985                                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
986                                     1 << dn->dn_indblkshift);
987                                 BP_SET_LSIZE(bp,
988                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) == 1 ?
989                                     dn->dn_datablksz :
990                                     BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr));
991                                 BP_SET_TYPE(bp, BP_GET_TYPE(db->db_blkptr));
992                                 BP_SET_LEVEL(bp,
993                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) - 1);
994                                 BP_SET_BIRTH(bp, db->db_blkptr->blk_birth, 0);
995                         }
996                 }
997                 DB_DNODE_EXIT(db);
998                 db->db_state = DB_CACHED;
999                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1000                 return;
1001         }
1002
1003         DB_DNODE_EXIT(db);
1004
1005         db->db_state = DB_READ;
1006         mutex_exit(&db->db_mtx);
1007
1008         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
1009                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
1010
1011         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
1012             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1013             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1014
1015         dbuf_add_ref(db, NULL);
1016
1017         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
1018             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
1019             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
1020             &aflags, &zb);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of buffers that
1025  * have been modified in a previous transaction group before we access them in
1026  * the current active group.
1027  *
1028  * This function is used in three places: when we are dirtying a buffer for the
1029  * first time in a txg, when we are freeing a range in a dnode that includes
1030  * this buffer, and when we are accessing a buffer which was received compressed
1031  * and later referenced in a WRITE_BYREF record.
1032  *
1033  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do not put a hold on
1034  * the buffer, we just traverse the active dbuf list for the dnode.
1035  */
1036 static void
1037 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
1038 {
1039         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1040
1041         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1042         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1043         ASSERT(db->db_level == 0);
1044         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1045
1046         if (dr == NULL ||
1047             (dr->dt.dl.dr_data !=
1048             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
1049                 return;
1050
1051         /*
1052          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
1053          * and its referencing the dbuf data, either:
1054          *      reset the reference to point to a new copy,
1055          * or (if there a no active holders)
1056          *      just null out the current db_data pointer.
1057          */
1058         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
1059         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1060                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
1061                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
1062                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1063                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1064         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1065                 int size = arc_buf_size(db->db_buf);
1066                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1067                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1068                 enum zio_compress compress_type =
1069                     arc_get_compression(db->db_buf);
1070
1071                 if (compress_type == ZIO_COMPRESS_OFF) {
1072                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_buf(spa, db, type, size);
1073                 } else {
1074                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
1075                         dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_compressed_buf(spa, db,
1076                             size, arc_buf_lsize(db->db_buf), compress_type);
1077                 }
1078                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
1079         } else {
1080                 db->db_buf = NULL;
1081                 dbuf_clear_data(db);
1082         }
1083 }
1084
1085 int
1086 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
1087 {
1088         int err = 0;
1089         boolean_t prefetch;
1090         dnode_t *dn;
1091
1092         /*
1093          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
1094          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
1095          */
1096         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1097
1098         if (db->db_state == DB_NOFILL)
1099                 return (SET_ERROR(EIO));
1100
1101         DB_DNODE_ENTER(db);
1102         dn = DB_DNODE(db);
1103         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1104                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1105
1106         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1107             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
1108             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
1109
1110         mutex_enter(&db->db_mtx);
1111         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1112                 /*
1113                  * If the arc buf is compressed, we need to decompress it to
1114                  * read the data. This could happen during the "zfs receive" of
1115                  * a stream which is compressed and deduplicated.
1116                  */
1117                 if (db->db_buf != NULL &&
1118                     arc_get_compression(db->db_buf) != ZIO_COMPRESS_OFF) {
1119                         dbuf_fix_old_data(db,
1120                             spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1121                         err = arc_decompress(db->db_buf);
1122                         dbuf_set_data(db, db->db_buf);
1123                 }
1124                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1125                 if (prefetch)
1126                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1127                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1128                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1129                 DB_DNODE_EXIT(db);
1130         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1131                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1132                 boolean_t need_wait = B_FALSE;
1133
1134                 if (zio == NULL &&
1135                     db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1136                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
1137                         need_wait = B_TRUE;
1138                 }
1139                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
1140
1141                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
1142
1143                 if (prefetch)
1144                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1145
1146                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1147                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1148                 DB_DNODE_EXIT(db);
1149
1150                 if (need_wait)
1151                         err = zio_wait(zio);
1152         } else {
1153                 /*
1154                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
1155                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
1156                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
1157                  * first reader's request will reach the read_done callback
1158                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
1159                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
1160                  */
1161                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1162                 if (prefetch)
1163                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1164                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1165                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1166                 DB_DNODE_EXIT(db);
1167
1168                 /* Skip the wait per the caller's request. */
1169                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1170                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
1171                         while (db->db_state == DB_READ ||
1172                             db->db_state == DB_FILL) {
1173                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
1174                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
1175                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
1176                                     db, zio_t *, zio);
1177                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1178                         }
1179                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
1180                                 err = SET_ERROR(EIO);
1181                 }
1182                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1183         }
1184
1185         return (err);
1186 }
1187
1188 static void
1189 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
1190 {
1191         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1192         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1193         mutex_enter(&db->db_mtx);
1194         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1195                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1196         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1197                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1198                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1199
1200                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
1201                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1202                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(spa, db, type, db->db.db_size));
1203                 db->db_state = DB_FILL;
1204         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
1205                 dbuf_clear_data(db);
1206         } else {
1207                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1208         }
1209         mutex_exit(&db->db_mtx);
1210 }
1211
1212 void
1213 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
1214 {
1215         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1216         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1217         uint64_t txg = dr->dr_txg;
1218
1219         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1220         /*
1221          * This assert is valid because dmu_sync() expects to be called by
1222          * a zilog's get_data while holding a range lock.  This call only
1223          * comes from dbuf_dirty() callers who must also hold a range lock.
1224          */
1225         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
1226         ASSERT(db->db_level == 0);
1227
1228         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1229             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
1230                 return;
1231
1232         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
1233
1234         /* free this block */
1235         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
1236                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
1237
1238         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1239         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
1240
1241         /*
1242          * Release the already-written buffer, so we leave it in
1243          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
1244          * modifying the buffer, so they will immediately do
1245          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
1246          * the buf thawed to save the effort of freezing &
1247          * immediately re-thawing it.
1248          */
1249         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
1254  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
1255  * empty blocks.
1256  */
1257 void
1258 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1259     dmu_tx_t *tx)
1260 {
1261         dmu_buf_impl_t db_search;
1262         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1263         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1264         avl_index_t where;
1265
1266         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid &&
1267             !(start_blkid == DMU_SPILL_BLKID || end_blkid == DMU_SPILL_BLKID))
1268                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
1269         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
1270
1271         db_search.db_level = 0;
1272         db_search.db_blkid = start_blkid;
1273         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1274
1275         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1276         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1277         ASSERT3P(db, ==, NULL);
1278
1279         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1280
1281         for (; db != NULL; db = db_next) {
1282                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
1283                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1284
1285                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
1286                         break;
1287                 }
1288                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1289
1290                 /* found a level 0 buffer in the range */
1291                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1292                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
1293                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
1294                         continue;
1295                 }
1296
1297                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
1298                     db->db_state == DB_NOFILL ||
1299                     db->db_state == DB_EVICTING) {
1300                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1301                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1302                         continue;
1303                 }
1304                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
1305                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
1306                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
1307                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1308                         continue;
1309                 }
1310                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
1311                         ASSERT(db->db_buf);
1312                         dbuf_destroy(db);
1313                         continue;
1314                 }
1315                 /* The dbuf is referenced */
1316
1317                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
1318                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1319
1320                         if (dr->dr_txg == txg) {
1321                                 /*
1322                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
1323                                  * size to reflect that this buffer may
1324                                  * contain new data when we sync.
1325                                  */
1326                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
1327                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
1328                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
1329                                 dbuf_unoverride(dr);
1330                         } else {
1331                                 /*
1332                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1333                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1334                                  * the open context) or reset its contents to
1335                                  * empty.
1336                                  */
1337                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1338                         }
1339                 }
1340                 /* clear the contents if its cached */
1341                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1342                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1343                         arc_release(db->db_buf, db);
1344                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1345                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1346                 }
1347
1348                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1349         }
1350         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1351 }
1352
1353 void
1354 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1355 {
1356         arc_buf_t *buf, *obuf;
1357         int osize = db->db.db_size;
1358         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1359         dnode_t *dn;
1360
1361         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1362
1363         DB_DNODE_ENTER(db);
1364         dn = DB_DNODE(db);
1365
1366         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1367         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1368
1369         /*
1370          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1371          * is OK, because there can be no other references to the db
1372          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1373          * be happening.
1374          */
1375         /*
1376          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1377          * value and returning that up to our callers
1378          */
1379         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1380
1381         /* create the data buffer for the new block */
1382         buf = arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type, size);
1383
1384         /* copy old block data to the new block */
1385         obuf = db->db_buf;
1386         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1387         /* zero the remainder */
1388         if (size > osize)
1389                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1390
1391         mutex_enter(&db->db_mtx);
1392         dbuf_set_data(db, buf);
1393         arc_buf_destroy(obuf, db);
1394         db->db.db_size = size;
1395
1396         if (db->db_level == 0) {
1397                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1398                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1399         }
1400         mutex_exit(&db->db_mtx);
1401
1402         dmu_objset_willuse_space(dn->dn_objset, size - osize, tx);
1403         DB_DNODE_EXIT(db);
1404 }
1405
1406 void
1407 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1408 {
1409         objset_t *os = db->db_objset;
1410
1411         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1412         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1413             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1414         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1415
1416         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1417 }
1418
1419 /*
1420  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1421  * dirtied again.
1422  */
1423 static void
1424 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1425 {
1426         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1427
1428         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1429
1430         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1431                 /*
1432                  * If this buffer has already been written out,
1433                  * we now need to reset its state.
1434                  */
1435                 dbuf_unoverride(dr);
1436                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1437                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1438                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1439                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1440                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1441                 }
1442         }
1443 }
1444
1445 dbuf_dirty_record_t *
1446 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1447 {
1448         dnode_t *dn;
1449         objset_t *os;
1450         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1451         int drop_struct_lock = FALSE;
1452         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1453
1454         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1455         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1456         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1457
1458         DB_DNODE_ENTER(db);
1459         dn = DB_DNODE(db);
1460         /*
1461          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1462          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1463          * were already pre-dirtied in open context.
1464          */
1465 #ifdef DEBUG
1466         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1467                 rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1468                     RW_READER, FTAG);
1469         }
1470         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1471             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1472             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1473             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1474         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1475                 rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1476 #endif
1477         /*
1478          * We make this assert for private objects as well, but after we
1479          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1480          * in syncing context.
1481          */
1482         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1483             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1484             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1485
1486         mutex_enter(&db->db_mtx);
1487         /*
1488          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1489          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1490          * syncing context don't bother holding ahead.
1491          */
1492         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1493             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1494             db->db_state == DB_NOFILL);
1495
1496         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1497         /*
1498          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1499          * initialize the objset.
1500          */
1501         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
1502                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1503                         rrw_enter(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1504                             RW_READER, FTAG);
1505                 }
1506                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1507                         dn->dn_dirtyctx = (dmu_tx_is_syncing(tx) ?
1508                             DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1509                         ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1510                         dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1511                 }
1512                 if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL) {
1513                         rrw_exit(&dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock,
1514                             FTAG);
1515                 }
1516         }
1517         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1518
1519         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1520                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1521
1522         /*
1523          * If this buffer is already dirty, we're done.
1524          */
1525         drp = &db->db_last_dirty;
1526         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1527             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1528         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1529                 drp = &dr->dr_next;
1530         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1531                 DB_DNODE_EXIT(db);
1532
1533                 dbuf_redirty(dr);
1534                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1535                 return (dr);
1536         }
1537
1538         /*
1539          * Only valid if not already dirty.
1540          */
1541         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1542             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1543             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1544
1545         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1546
1547         /*
1548          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1549          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1550          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1551          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1552          * this assertion only if we're not already dirty.
1553          */
1554         os = dn->dn_objset;
1555         VERIFY3U(tx->tx_txg, <=, spa_final_dirty_txg(os->os_spa));
1556 #ifdef DEBUG
1557         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1558                 rrw_enter(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, RW_READER, FTAG);
1559         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1560             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1561         if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset != NULL)
1562                 rrw_exit(&os->os_dsl_dataset->ds_bp_rwlock, FTAG);
1563 #endif
1564         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1565
1566         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1567
1568         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1569                 dmu_objset_willuse_space(os, db->db.db_size, tx);
1570         }
1571
1572         /*
1573          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1574          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1575          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1576          */
1577         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1578         if (db->db_level == 0) {
1579                 void *data_old = db->db_buf;
1580
1581                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1582                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1583                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1584                                 data_old = db->db.db_data;
1585                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1586                                 /*
1587                                  * Release the data buffer from the cache so
1588                                  * that we can modify it without impacting
1589                                  * possible other users of this cached data
1590                                  * block.  Note that indirect blocks and
1591                                  * private objects are not released until the
1592                                  * syncing state (since they are only modified
1593                                  * then).
1594                                  */
1595                                 arc_release(db->db_buf, db);
1596                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1597                                 data_old = db->db_buf;
1598                         }
1599                         ASSERT(data_old != NULL);
1600                 }
1601                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1602         } else {
1603                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1604                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1605                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1606                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1607         }
1608         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1609                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1610         dr->dr_dbuf = db;
1611         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1612         dr->dr_next = *drp;
1613         *drp = dr;
1614
1615         /*
1616          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1617          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1618          * happened after the free.
1619          */
1620         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1621             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1622                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1623                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1624                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1625                             db->db_blkid, 1);
1626                 }
1627                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1628                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1629         }
1630
1631         /*
1632          * This buffer is now part of this txg
1633          */
1634         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1635         db->db_dirtycnt += 1;
1636         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1637
1638         mutex_exit(&db->db_mtx);
1639
1640         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1641             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1642                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1643                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1644                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1645                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1646                 dnode_setdirty(dn, tx);
1647                 DB_DNODE_EXIT(db);
1648                 return (dr);
1649         }
1650
1651         /*
1652          * The dn_struct_rwlock prevents db_blkptr from changing
1653          * due to a write from syncing context completing
1654          * while we are running, so we want to acquire it before
1655          * looking at db_blkptr.
1656          */
1657         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1658                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1659                 drop_struct_lock = TRUE;
1660         }
1661
1662         /*
1663          * We need to hold the dn_struct_rwlock to make this assertion,
1664          * because it protects dn_phys / dn_next_nlevels from changing.
1665          */
1666         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1667             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1668             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1669             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1670             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1671
1672         /*
1673          * If we are overwriting a dedup BP, then unless it is snapshotted,
1674          * when we get to syncing context we will need to decrement its
1675          * refcount in the DDT.  Prefetch the relevant DDT block so that
1676          * syncing context won't have to wait for the i/o.
1677          */
1678         ddt_prefetch(os->os_spa, db->db_blkptr);
1679
1680         if (db->db_level == 0) {
1681                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1682                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1683         }
1684
1685         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1686                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1687                 dbuf_dirty_record_t *di;
1688                 int parent_held = FALSE;
1689
1690                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1691                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1692
1693                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1694                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1695                         ASSERT(parent != NULL);
1696                         parent_held = TRUE;
1697                 }
1698                 if (drop_struct_lock)
1699                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1700                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1701                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1702                 if (parent_held)
1703                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1704
1705                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1706                 /*
1707                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1708                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1709                  */
1710                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1711                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1712                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1713                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1714                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1715                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1716                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1717                         dr->dr_parent = di;
1718                 }
1719                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1720         } else {
1721                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1722                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1723                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1724                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1725                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1726                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1727                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1728                 if (drop_struct_lock)
1729                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1730         }
1731
1732         dnode_setdirty(dn, tx);
1733         DB_DNODE_EXIT(db);
1734         return (dr);
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1739  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1740  */
1741 static boolean_t
1742 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1743 {
1744         dnode_t *dn;
1745         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1746         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1747
1748         ASSERT(txg != 0);
1749
1750         /*
1751          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1752          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1753          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1754          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1755          */
1756         ASSERT(db->db_objset ==
1757             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1758             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1759         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1760         ASSERT0(db->db_level);
1761         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1762
1763         /*
1764          * If this buffer is not dirty, we're done.
1765          */
1766         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1767                 if (dr->dr_txg <= txg)
1768                         break;
1769         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1770                 return (B_FALSE);
1771         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1772         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1773
1774         DB_DNODE_ENTER(db);
1775         dn = DB_DNODE(db);
1776
1777         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1778
1779         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1780
1781         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1782             dr->dr_accounted, txg);
1783
1784         *drp = dr->dr_next;
1785
1786         /*
1787          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1788          * where this dirty record may be put on a list.
1789          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1790          * every one of those list_insert calls.
1791          */
1792         if (dr->dr_parent) {
1793                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1794                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1795                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1796         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1797             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1798                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1799                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1800                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1801                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1802         }
1803         DB_DNODE_EXIT(db);
1804
1805         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1806                 dbuf_unoverride(dr);
1807
1808                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1809                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1810                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1811                         arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
1812         }
1813
1814         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1815
1816         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1817         db->db_dirtycnt -= 1;
1818
1819         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1820                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(db->db_buf));
1821                 dbuf_destroy(db);
1822                 return (B_TRUE);
1823         }
1824
1825         return (B_FALSE);
1826 }
1827
1828 void
1829 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1830 {
1831         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1832         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1833
1834         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1835         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1836
1837         /*
1838          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1839          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1840          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1841          * cached).
1842          */
1843         mutex_enter(&db->db_mtx);
1844         dbuf_dirty_record_t *dr;
1845         for (dr = db->db_last_dirty;
1846             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1847                 /*
1848                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1849                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1850                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1851                  */
1852                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1853                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1854                         dbuf_redirty(dr);
1855                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1856                         return;
1857                 }
1858         }
1859         mutex_exit(&db->db_mtx);
1860
1861         DB_DNODE_ENTER(db);
1862         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1863                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1864         DB_DNODE_EXIT(db);
1865         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1866         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1867 }
1868
1869 void
1870 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1871 {
1872         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1873
1874         db->db_state = DB_NOFILL;
1875
1876         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1877 }
1878
1879 void
1880 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1881 {
1882         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1883
1884         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1885         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1886         ASSERT(db->db_level == 0);
1887         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1888
1889         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1890             dmu_tx_private_ok(tx));
1891
1892         dbuf_noread(db);
1893         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1894 }
1895
1896 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1897 /* ARGSUSED */
1898 void
1899 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1900 {
1901         mutex_enter(&db->db_mtx);
1902         DBUF_VERIFY(db);
1903
1904         if (db->db_state == DB_FILL) {
1905                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1906                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1907                         /* we were freed while filling */
1908                         /* XXX dbuf_undirty? */
1909                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1910                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1911                 }
1912                 db->db_state = DB_CACHED;
1913                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1914         }
1915         mutex_exit(&db->db_mtx);
1916 }
1917
1918 void
1919 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1920     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1921     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1922     dmu_tx_t *tx)
1923 {
1924         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1925         struct dirty_leaf *dl;
1926         dmu_object_type_t type;
1927
1928         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1929                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1930                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1931         }
1932
1933         DB_DNODE_ENTER(db);
1934         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1935         DB_DNODE_EXIT(db);
1936
1937         ASSERT0(db->db_level);
1938         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1939
1940         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1941
1942         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1943         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1944         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1945             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1946         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1947         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1948         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1949         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1950
1951         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1952         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1953 }
1954
1955 /*
1956  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1957  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1958  */
1959 void
1960 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1961 {
1962         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1963         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1964         ASSERT(db->db_level == 0);
1965         ASSERT3U(dbuf_is_metadata(db), ==, arc_is_metadata(buf));
1966         ASSERT(buf != NULL);
1967         ASSERT(arc_buf_lsize(buf) == db->db.db_size);
1968         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1969
1970         arc_return_buf(buf, db);
1971         ASSERT(arc_released(buf));
1972
1973         mutex_enter(&db->db_mtx);
1974
1975         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1976                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1977
1978         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1979
1980         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1981             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1982                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1983                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1984                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1985                 arc_buf_destroy(buf, db);
1986                 xuio_stat_wbuf_copied();
1987                 return;
1988         }
1989
1990         xuio_stat_wbuf_nocopy();
1991         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1992                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1993
1994                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1995                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1996                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
1997                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
1998                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
1999                                     DR_OVERRIDDEN);
2000                                 arc_release(db->db_buf, db);
2001                         }
2002                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
2003                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2004                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
2005                         arc_release(db->db_buf, db);
2006                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2007                 }
2008                 db->db_buf = NULL;
2009         }
2010         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2011         dbuf_set_data(db, buf);
2012         db->db_state = DB_FILL;
2013         mutex_exit(&db->db_mtx);
2014         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2015         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
2016 }
2017
2018 void
2019 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
2020 {
2021         dnode_t *dn;
2022         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2023         dmu_buf_impl_t *dndb;
2024
2025         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2026         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2027
2028         if (db->db_buf != NULL) {
2029                 arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2030                 db->db_buf = NULL;
2031         }
2032
2033         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2034                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
2035                 zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
2036                 arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2037                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2038         }
2039
2040         dbuf_clear_data(db);
2041
2042         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2043                 multilist_remove(dbuf_cache, db);
2044                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2045                     db->db.db_size, db);
2046         }
2047
2048         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2049         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2050
2051         db->db_state = DB_EVICTING;
2052         db->db_blkptr = NULL;
2053
2054         /*
2055          * Now that db_state is DB_EVICTING, nobody else can find this via
2056          * the hash table.  We can now drop db_mtx, which allows us to
2057          * acquire the dn_dbufs_mtx.
2058          */
2059         mutex_exit(&db->db_mtx);
2060
2061         DB_DNODE_ENTER(db);
2062         dn = DB_DNODE(db);
2063         dndb = dn->dn_dbuf;
2064         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2065                 boolean_t needlock = !MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx);
2066                 if (needlock)
2067                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2068                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
2069                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2070                 membar_producer();
2071                 DB_DNODE_EXIT(db);
2072                 if (needlock)
2073                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2074                 /*
2075                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
2076                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
2077                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
2078                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
2079                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
2080                  * release any lock.
2081                  */
2082                 dnode_rele(dn, db);
2083                 db->db_dnode_handle = NULL;
2084
2085                 dbuf_hash_remove(db);
2086         } else {
2087                 DB_DNODE_EXIT(db);
2088         }
2089
2090         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2091
2092         db->db_parent = NULL;
2093
2094         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2095         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2096         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2097         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2098         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2099         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
2100
2101         kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2102         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2103
2104         /*
2105          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
2106          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
2107          */
2108         if (parent && parent != dndb)
2109                 dbuf_rele(parent, db);
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
2114  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
2115  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
2116  * object.
2117  */
2118 static int
2119 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
2120     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
2121 {
2122         *parentp = NULL;
2123         *bpp = NULL;
2124
2125         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2126
2127         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2128                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2129                 if (dn->dn_have_spill &&
2130                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
2131                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
2132                 else
2133                         *bpp = NULL;
2134                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2135                 *parentp = dn->dn_dbuf;
2136                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2137                 return (0);
2138         }
2139
2140         int nlevels =
2141             (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) ? 1 : dn->dn_phys->dn_nlevels;
2142         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2143
2144         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
2145         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2146         /*
2147          * This assertion shouldn't trip as long as the max indirect block size
2148          * is less than 1M.  The reason for this is that up to that point,
2149          * the number of levels required to address an entire object with blocks
2150          * of size SPA_MINBLOCKSIZE satisfies nlevels * epbs + 1 <= 64.  In
2151          * other words, if N * epbs + 1 > 64, then if (N-1) * epbs + 1 > 55
2152          * (i.e. we can address the entire object), objects will all use at most
2153          * N-1 levels and the assertion won't overflow.  However, once epbs is
2154          * 13, 4 * 13 + 1 = 53, but 5 * 13 + 1 = 66.  Then, 4 levels will not be
2155          * enough to address an entire object, so objects will have 5 levels,
2156          * but then this assertion will overflow.
2157          *
2158          * All this is to say that if we ever increase DN_MAX_INDBLKSHIFT, we
2159          * need to redo this logic to handle overflows.
2160          */
2161         ASSERT(level >= nlevels ||
2162             ((nlevels - level - 1) * epbs) +
2163             highbit64(dn->dn_phys->dn_nblkptr) <= 64);
2164         if (level >= nlevels ||
2165             blkid >= ((uint64_t)dn->dn_phys->dn_nblkptr <<
2166             ((nlevels - level - 1) * epbs)) ||
2167             (fail_sparse &&
2168             blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
2169                 /* the buffer has no parent yet */
2170                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2171         } else if (level < nlevels-1) {
2172                 /* this block is referenced from an indirect block */
2173                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
2174                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
2175                 if (err)
2176                         return (err);
2177                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
2178                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
2179                 if (err) {
2180                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
2181                         *parentp = NULL;
2182                         return (err);
2183                 }
2184                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
2185                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2186                 if (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))
2187                         ASSERT(BP_IS_HOLE(*bpp));
2188                 return (0);
2189         } else {
2190                 /* the block is referenced from the dnode */
2191                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
2192                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
2193                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2194                 if (dn->dn_dbuf) {
2195                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2196                         *parentp = dn->dn_dbuf;
2197                 }
2198                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
2199                 return (0);
2200         }
2201 }
2202
2203 static dmu_buf_impl_t *
2204 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2205     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
2206 {
2207         objset_t *os = dn->dn_objset;
2208         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
2209
2210         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2211         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
2212
2213         db = kmem_cache_alloc(dbuf_kmem_cache, KM_SLEEP);
2214
2215         db->db_objset = os;
2216         db->db.db_object = dn->dn_object;
2217         db->db_level = level;
2218         db->db_blkid = blkid;
2219         db->db_last_dirty = NULL;
2220         db->db_dirtycnt = 0;
2221         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
2222         db->db_parent = parent;
2223         db->db_blkptr = blkptr;
2224
2225         db->db_user = NULL;
2226         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
2227         db->db_freed_in_flight = FALSE;
2228         db->db_pending_evict = FALSE;
2229
2230         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2231                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
2232                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
2233                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
2234                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
2235                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
2236                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2237                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
2238                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2239                 return (db);
2240         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2241                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
2242                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
2243                 db->db.db_offset = 0;
2244         } else {
2245                 int blocksize =
2246                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
2247                 db->db.db_size = blocksize;
2248                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
2249         }
2250
2251         /*
2252          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
2253          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
2254          * This prevents a possible deadlock with someone
2255          * trying to look up this dbuf before its added to the
2256          * dn_dbufs list.
2257          */
2258         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2259         db->db_state = DB_EVICTING;
2260         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
2261                 /* someone else inserted it first */
2262                 kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2263                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2264                 return (odb);
2265         }
2266         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
2267
2268         db->db_state = DB_UNCACHED;
2269         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2270         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2271
2272         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
2273                 dbuf_add_ref(parent, db);
2274
2275         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2276             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
2277         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
2278         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
2279
2280         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
2281
2282         return (db);
2283 }
2284
2285 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2286         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2287         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2288         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2289         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2290         dnode_t *dpa_dnode; /* The dnode associated with the prefetch */
2291         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2292         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2293         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2294 } dbuf_prefetch_arg_t;
2295
2296 /*
2297  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2298  */
2299 static void
2300 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2301 {
2302         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2303                 return;
2304
2305         arc_flags_t aflags =
2306             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2307
2308         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2309         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2310         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2311         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2312             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2313             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2314 }
2315
2316 /*
2317  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2318  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2319  * prefetch if the next block down is our target.
2320  */
2321 static void
2322 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2323 {
2324         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2325
2326         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2327         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2328
2329         /*
2330          * The dpa_dnode is only valid if we are called with a NULL
2331          * zio. This indicates that the arc_read() returned without
2332          * first calling zio_read() to issue a physical read. Once
2333          * a physical read is made the dpa_dnode must be invalidated
2334          * as the locks guarding it may have been dropped. If the
2335          * dpa_dnode is still valid, then we want to add it to the dbuf
2336          * cache. To do so, we must hold the dbuf associated with the block
2337          * we just prefetched, read its contents so that we associate it
2338          * with an arc_buf_t, and then release it.
2339          */
2340         if (zio != NULL) {
2341                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2342                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW) {
2343                         ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2344                 } else {
2345                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2346                 }
2347                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2348
2349                 dpa->dpa_dnode = NULL;
2350         } else if (dpa->dpa_dnode != NULL) {
2351                 uint64_t curblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2352                     (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel -
2353                     dpa->dpa_zb.zb_level));
2354                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dpa->dpa_dnode,
2355                     dpa->dpa_curlevel, curblkid, FTAG);
2356                 (void) dbuf_read(db, NULL,
2357                     DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_HAVESTRUCT);
2358                 dbuf_rele(db, FTAG);
2359         }
2360
2361         dpa->dpa_curlevel--;
2362
2363         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2364             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2365         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2366             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2367         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2368                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2369         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2370                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2371                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2372                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2373         } else {
2374                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2375                 zbookmark_phys_t zb;
2376
2377                 /* flag if L2ARC eligible, l2arc_noprefetch then decides */
2378                 if (dpa->dpa_aflags & ARC_FLAG_L2CACHE)
2379                         iter_aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
2380
2381                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2382
2383                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2384                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2385
2386                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2387                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2388                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2389                     &iter_aflags, &zb);
2390         }
2391
2392         arc_buf_destroy(abuf, private);
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2397  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2398  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2399  * complete.
2400  */
2401 void
2402 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2403     arc_flags_t aflags)
2404 {
2405         blkptr_t bp;
2406         int epbs, nlevels, curlevel;
2407         uint64_t curblkid;
2408
2409         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2410         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2411
2412         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2413                 return;
2414
2415         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2416                 return;
2417
2418         /*
2419          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2420          * prefetch.
2421          */
2422         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2423         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2424                 return;
2425
2426         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2427         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2428                 return;
2429
2430         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2431             level, blkid);
2432         if (db != NULL) {
2433                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2434                 /*
2435                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2436                  * (we assume) about to be read or filled.
2437                  */
2438                 return;
2439         }
2440
2441         /*
2442          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2443          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2444          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2445          */
2446         curlevel = level;
2447         curblkid = blkid;
2448         while (curlevel < nlevels - 1) {
2449                 int parent_level = curlevel + 1;
2450                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2451                 dmu_buf_impl_t *db;
2452
2453                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2454                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2455                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2456                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2457                         dbuf_rele(db, FTAG);
2458                         break;
2459                 }
2460
2461                 curlevel = parent_level;
2462                 curblkid = parent_blkid;
2463         }
2464
2465         if (curlevel == nlevels - 1) {
2466                 /* No cached indirect blocks found. */
2467                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2468                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2469         }
2470         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2471                 return;
2472
2473         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2474
2475         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2476             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2477
2478         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2479         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2480         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2481             dn->dn_object, level, blkid);
2482         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2483         dpa->dpa_prio = prio;
2484         dpa->dpa_aflags = aflags;
2485         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2486         dpa->dpa_dnode = dn;
2487         dpa->dpa_epbs = epbs;
2488         dpa->dpa_zio = pio;
2489
2490         /* flag if L2ARC eligible, l2arc_noprefetch then decides */
2491         if (DNODE_LEVEL_IS_L2CACHEABLE(dn, level))
2492                 dpa->dpa_aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
2493
2494         /*
2495          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2496          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2497          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2498          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2499          * doing.
2500          */
2501         if (curlevel == level) {
2502                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2503                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2504                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2505         } else {
2506                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2507                 zbookmark_phys_t zb;
2508
2509                 /* flag if L2ARC eligible, l2arc_noprefetch then decides */
2510                 if (DNODE_LEVEL_IS_L2CACHEABLE(dn, level))
2511                         iter_aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
2512
2513                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2514                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2515                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2516                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2517                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2518                     &iter_aflags, &zb);
2519         }
2520         /*
2521          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2522          * dpa may have already been freed.
2523          */
2524         zio_nowait(pio);
2525 }
2526
2527 /*
2528  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2529  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2530  */
2531 int
2532 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2533     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2534     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2535 {
2536         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2537
2538         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2539         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2540         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2541
2542         *dbp = NULL;
2543 top:
2544         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2545         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2546
2547         if (db == NULL) {
2548                 blkptr_t *bp = NULL;
2549                 int err;
2550
2551                 if (fail_uncached)
2552                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2553
2554                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2555                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2556                 if (fail_sparse) {
2557                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2558                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2559                         if (err) {
2560                                 if (parent)
2561                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2562                                 return (err);
2563                         }
2564                 }
2565                 if (err && err != ENOENT)
2566                         return (err);
2567                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2568         }
2569
2570         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2571                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2572                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2573         }
2574
2575         if (db->db_buf != NULL)
2576                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2577
2578         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2579
2580         /*
2581          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2582          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2583          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2584          */
2585         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2586             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2587             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2588                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2589
2590                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2591                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2592
2593                         dbuf_set_data(db,
2594                             arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, db, type,
2595                             db->db.db_size));
2596                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2597                             db->db.db_size);
2598                 }
2599         }
2600
2601         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2602                 ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2603                 multilist_remove(dbuf_cache, db);
2604                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2605                     db->db.db_size, db);
2606         }
2607         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2608         DBUF_VERIFY(db);
2609         mutex_exit(&db->db_mtx);
2610
2611         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2612         if (parent)
2613                 dbuf_rele(parent, NULL);
2614
2615         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2616         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2617         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2618         *dbp = db;
2619
2620         return (0);
2621 }
2622
2623 dmu_buf_impl_t *
2624 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2625 {
2626         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2627 }
2628
2629 dmu_buf_impl_t *
2630 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2631 {
2632         dmu_buf_impl_t *db;
2633         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2634         return (err ? NULL : db);
2635 }
2636
2637 void
2638 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2639 {
2640         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2641
2642         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2643         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2644 }
2645
2646 int
2647 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2648 {
2649         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2650         dnode_t *dn;
2651
2652         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2653                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2654         if (blksz == 0)
2655                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2656         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2657         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2658
2659         DB_DNODE_ENTER(db);
2660         dn = DB_DNODE(db);
2661         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2662         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2663         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2664         DB_DNODE_EXIT(db);
2665
2666         return (0);
2667 }
2668
2669 void
2670 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2671 {
2672         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2673 }
2674
2675 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2676 void
2677 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2678 {
2679         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2680         ASSERT3S(holds, >, 1);
2681 }
2682
2683 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2684 boolean_t
2685 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2686     void *tag)
2687 {
2688         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2689         dmu_buf_impl_t *found_db;
2690         boolean_t result = B_FALSE;
2691
2692         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2693                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2694         else
2695                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2696
2697         if (found_db != NULL) {
2698                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2699                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2700                         result = B_TRUE;
2701                 }
2702                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2703         }
2704         return (result);
2705 }
2706
2707 /*
2708  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2709  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2710  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2711  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2712  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2713  */
2714 void
2715 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2716 {
2717         mutex_enter(&db->db_mtx);
2718         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2719 }
2720
2721 void
2722 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2723 {
2724         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2725 }
2726
2727 /*
2728  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2729  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2730  */
2731 void
2732 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2733 {
2734         int64_t holds;
2735
2736         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2737         DBUF_VERIFY(db);
2738
2739         /*
2740          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2741          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2742          * buffer has a corresponding dnode hold.
2743          */
2744         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2745         ASSERT(holds >= 0);
2746
2747         /*
2748          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2749          * may be modified in the current syncing context.
2750          */
2751         if (db->db_buf != NULL &&
2752             holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0)) {
2753                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2754         }
2755
2756         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2757             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
2758                 dbuf_evict_user(db);
2759
2760         if (holds == 0) {
2761                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2762                         dnode_t *dn;
2763                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
2764
2765                         /*
2766                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2767                          * barrier until the move completes.
2768                          */
2769                         DB_DNODE_ENTER(db);
2770
2771                         dn = DB_DNODE(db);
2772                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2773
2774                         /*
2775                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2776                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2777                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2778                          * the dnode_rele() below.
2779                          */
2780                         DB_DNODE_EXIT(db);
2781
2782                         /*
2783                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2784                          * Another thread may evict it.
2785                          */
2786                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2787
2788                         if (evict_dbuf)
2789                                 dnode_evict_bonus(dn);
2790
2791                         dnode_rele(dn, db);
2792                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2793                         /*
2794                          * This is a special case: we never associated this
2795                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2796                          */
2797                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2798                             db->db_state == DB_NOFILL);
2799                         dbuf_destroy(db);
2800                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2801                         /*
2802                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2803                          */
2804                         dbuf_destroy(db);
2805                 } else {
2806                         boolean_t do_arc_evict = B_FALSE;
2807                         blkptr_t bp;
2808                         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
2809
2810                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) &&
2811                             db->db_blkptr != NULL &&
2812                             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2813                             !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2814                                 do_arc_evict = B_TRUE;
2815                                 bp = *db->db_blkptr;
2816                         }
2817
2818                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
2819                             db->db_pending_evict) {
2820                                 dbuf_destroy(db);
2821                         } else if (!multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2822                                 multilist_insert(dbuf_cache, db);
2823                                 (void) refcount_add_many(&dbuf_cache_size,
2824                                     db->db.db_size, db);
2825                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2826
2827                                 dbuf_evict_notify();
2828                         }
2829
2830                         if (do_arc_evict)
2831                                 arc_freed(spa, &bp);
2832                 }
2833         } else {
2834                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2835         }
2836
2837 }
2838
2839 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2840 uint64_t
2841 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2842 {
2843         return (refcount_count(&db->db_holds));
2844 }
2845
2846 void *
2847 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2848     dmu_buf_user_t *new_user)
2849 {
2850         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2851
2852         mutex_enter(&db->db_mtx);
2853         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2854         if (db->db_user == old_user)
2855                 db->db_user = new_user;
2856         else
2857                 old_user = db->db_user;
2858         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2859         mutex_exit(&db->db_mtx);
2860
2861         return (old_user);
2862 }
2863
2864 void *
2865 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2866 {
2867         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2868 }
2869
2870 void *
2871 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2872 {
2873         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2874
2875         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
2876         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2877 }
2878
2879 void *
2880 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2881 {
2882         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2883 }
2884
2885 void *
2886 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2887 {
2888         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2889
2890         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2891         return (db->db_user);
2892 }
2893
2894 void
2895 dmu_buf_user_evict_wait()
2896 {
2897         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2898 }
2899
2900 blkptr_t *
2901 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2902 {
2903         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2904         return (dbi->db_blkptr);
2905 }
2906
2907 objset_t *
2908 dmu_buf_get_objset(dmu_buf_t *db)
2909 {
2910         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2911         return (dbi->db_objset);
2912 }
2913
2914 dnode_t *
2915 dmu_buf_dnode_enter(dmu_buf_t *db)
2916 {
2917         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2918         DB_DNODE_ENTER(dbi);
2919         return (DB_DNODE(dbi));
2920 }
2921
2922 void
2923 dmu_buf_dnode_exit(dmu_buf_t *db)
2924 {
2925         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2926         DB_DNODE_EXIT(dbi);
2927 }
2928
2929 static void
2930 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2931 {
2932         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2933         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2934
2935         if (db->db_blkptr != NULL)
2936                 return;
2937
2938         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2939                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2940                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2941                 return;
2942         }
2943         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2944                 /*
2945                  * This buffer was allocated at a time when there was
2946                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2947                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2948                  */
2949                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2950                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2951                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2952                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2953                 DBUF_VERIFY(db);
2954         } else {
2955                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2956                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2957
2958                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2959                 if (parent == NULL) {
2960                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2961                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2962                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2963                             db->db_blkid >> epbs, db);
2964                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2965                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2966                         db->db_parent = parent;
2967                 }
2968                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2969                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2970                 DBUF_VERIFY(db);
2971         }
2972 }
2973
2974 static void
2975 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2976 {
2977         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2978         dnode_t *dn;
2979         zio_t *zio;
2980
2981         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2982
2983         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2984
2985         mutex_enter(&db->db_mtx);
2986
2987         ASSERT(db->db_level > 0);
2988         DBUF_VERIFY(db);
2989
2990         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2991         if (db->db_buf == NULL) {
2992                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2993                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2994                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2995         }
2996         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
2997         ASSERT(db->db_buf != NULL);
2998
2999         DB_DNODE_ENTER(db);
3000         dn = DB_DNODE(db);
3001         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
3002         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3003         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3004         DB_DNODE_EXIT(db);
3005
3006         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
3007         db->db_data_pending = dr;
3008
3009         mutex_exit(&db->db_mtx);
3010         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
3011
3012         zio = dr->dr_zio;
3013         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
3014         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
3015         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3016         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
3017         zio_nowait(zio);
3018 }
3019
3020 static void
3021 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
3022 {
3023         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
3024         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3025         dnode_t *dn;
3026         objset_t *os;
3027         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3028
3029         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3030
3031         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
3032
3033         mutex_enter(&db->db_mtx);
3034         /*
3035          * To be synced, we must be dirtied.  But we
3036          * might have been freed after the dirty.
3037          */
3038         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
3039                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
3040                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
3041         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
3042                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
3043                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
3044         } else {
3045                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
3046         }
3047         DBUF_VERIFY(db);
3048
3049         DB_DNODE_ENTER(db);
3050         dn = DB_DNODE(db);
3051
3052         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3053                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3054                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
3055                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3056         }
3057
3058         /*
3059          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
3060          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
3061          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
3062          * be called).
3063          */
3064         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3065                 dbuf_dirty_record_t **drp;
3066
3067                 ASSERT(*datap != NULL);
3068                 ASSERT0(db->db_level);
3069                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
3070                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
3071                 DB_DNODE_EXIT(db);
3072
3073                 if (*datap != db->db.db_data) {
3074                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
3075                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
3076                 }
3077                 db->db_data_pending = NULL;
3078                 drp = &db->db_last_dirty;
3079                 while (*drp != dr)
3080                         drp = &(*drp)->dr_next;
3081                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3082                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3083                 *drp = dr->dr_next;
3084                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3085                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3086                 db->db_dirtycnt -= 1;
3087                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
3088                 return;
3089         }
3090
3091         os = dn->dn_objset;
3092
3093         /*
3094          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
3095          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
3096          * don't check the dr_override_state until we have returned from
3097          * dbuf_check_blkptr.
3098          */
3099         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3100
3101         /*
3102          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
3103          * wait for the synchronous IO to complete.
3104          */
3105         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
3106                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
3107                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
3108                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
3109         }
3110
3111         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
3112             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
3113             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
3114             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
3115             *datap == db->db_buf) {
3116                 /*
3117                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
3118                  * are active holds and db_data still references it),
3119                  * then make a copy before we start the write so that
3120                  * any modifications from the open txg will not leak
3121                  * into this write.
3122                  *
3123                  * NOTE: this copy does not need to be made for
3124                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
3125                  * DNONE_DNODE blocks).
3126                  */
3127                 int psize = arc_buf_size(*datap);
3128                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
3129                 enum zio_compress compress_type = arc_get_compression(*datap);
3130
3131                 if (compress_type == ZIO_COMPRESS_OFF) {
3132                         *datap = arc_alloc_buf(os->os_spa, db, type, psize);
3133                 } else {
3134                         ASSERT3U(type, ==, ARC_BUFC_DATA);
3135                         int lsize = arc_buf_lsize(*datap);
3136                         *datap = arc_alloc_compressed_buf(os->os_spa, db,
3137                             psize, lsize, compress_type);
3138                 }
3139                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, psize);
3140         }
3141         db->db_data_pending = dr;
3142
3143         mutex_exit(&db->db_mtx);
3144
3145         dbuf_write(dr, *datap, tx);
3146
3147         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3148         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3149                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
3150                 DB_DNODE_EXIT(db);
3151         } else {
3152                 /*
3153                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
3154                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
3155                  * that the IO could actually be completed before the nowait
3156                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
3157                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
3158                  */
3159                 DB_DNODE_EXIT(db);
3160                 zio_nowait(dr->dr_zio);
3161         }
3162 }
3163
3164 void
3165 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
3166 {
3167         dbuf_dirty_record_t *dr;
3168
3169         while (dr = list_head(list)) {
3170                 if (dr->dr_zio != NULL) {
3171                         /*
3172                          * If we find an already initialized zio then we
3173                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
3174                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
3175                          * during processing, so that we can zio_wait()
3176                          * these IOs after initiating all child IOs.
3177                          */
3178                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
3179                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
3180                         break;
3181                 }
3182                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
3183                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
3184                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
3185                 }
3186                 list_remove(list, dr);
3187                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
3188                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
3189                 else
3190                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
3191         }
3192 }
3193
3194 /* ARGSUSED */
3195 static void
3196 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3197 {
3198         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3199         dnode_t *dn;
3200         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3201         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3202         spa_t *spa = zio->io_spa;
3203         int64_t delta;
3204         uint64_t fill = 0;
3205         int i;
3206
3207         ASSERT3P(db->db_blkptr, !=, NULL);
3208         ASSERT3P(&db->db_data_pending->dr_bp_copy, ==, bp);
3209
3210         DB_DNODE_ENTER(db);
3211         dn = DB_DNODE(db);
3212         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
3213         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
3214         zio->io_prev_space_delta = delta;
3215
3216         if (bp->blk_birth != 0) {
3217                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
3218                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
3219                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
3220                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
3221                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
3222                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
3223         }
3224
3225         mutex_enter(&db->db_mtx);
3226
3227 #ifdef ZFS_DEBUG
3228         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3229                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3230                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(bp)) &&
3231                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3232         }
3233 #endif
3234
3235         if (db->db_level == 0) {
3236                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3237                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
3238                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3239                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
3240                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3241
3242                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3243                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
3244                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
3245                             i--, dnp++) {
3246                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
3247                                         fill++;
3248                         }
3249                 } else {
3250                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
3251                                 fill = 0;
3252                         } else {
3253                                 fill = 1;
3254                         }
3255                 }
3256         } else {
3257                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
3258                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3259                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
3260                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
3261                                 continue;
3262                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
3263                 }
3264         }
3265         DB_DNODE_EXIT(db);
3266
3267         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
3268                 bp->blk_fill = fill;
3269
3270         mutex_exit(&db->db_mtx);
3271
3272         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3273         *db->db_blkptr = *bp;
3274         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3275 }
3276
3277 /* ARGSUSED */
3278 /*
3279  * This function gets called just prior to running through the compression
3280  * stage of the zio pipeline. If we're an indirect block comprised of only
3281  * holes, then we want this indirect to be compressed away to a hole. In
3282  * order to do that we must zero out any information about the holes that
3283  * this indirect points to prior to before we try to compress it.
3284  */
3285 static void
3286 dbuf_write_children_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3287 {
3288         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3289         dnode_t *dn;
3290         blkptr_t *bp;
3291         unsigned int epbs, i;
3292
3293         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
3294         DB_DNODE_ENTER(db);
3295         dn = DB_DNODE(db);
3296         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3297         ASSERT3U(epbs, <, 31);
3298
3299         /* Determine if all our children are holes */
3300         for (i = 0, bp = db->db.db_data; i < 1 << epbs; i++, bp++) {
3301                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
3302                         break;
3303         }
3304
3305         /*
3306          * If all the children are holes, then zero them all out so that
3307          * we may get compressed away.
3308          */
3309         if (i == 1 << epbs) {
3310                 /*
3311                  * We only found holes. Grab the rwlock to prevent
3312                  * anybody from reading the blocks we're about to
3313                  * zero out.
3314                  */
3315                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3316                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
3317                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3318         }
3319         DB_DNODE_EXIT(db);
3320 }
3321
3322 /*
3323  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
3324  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
3325  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
3326  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
3327  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
3328  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
3329  * i/os complete.
3330  */
3331 /* ARGSUSED */
3332 static void
3333 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
3334 {
3335         dmu_buf_impl_t *db = arg;
3336         objset_t *os = db->db_objset;
3337         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
3338         dbuf_dirty_record_t *dr;
3339         int delta = 0;
3340
3341         dr = db->db_data_pending;
3342         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
3343
3344         /*
3345          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
3346          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
3347          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
3348          * dsl_pool_undirty_space().
3349          */
3350         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
3351         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
3352 }
3353
3354 /* ARGSUSED */
3355 static void
3356 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3357 {
3358         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3359         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3360         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3361         objset_t *os = db->db_objset;
3362         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3363         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3364
3365         ASSERT0(zio->io_error);
3366         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3367
3368         /*
3369          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3370          * original and bypass all the accounting.
3371          */
3372         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3373                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3374         } else {
3375                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3376                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3377                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3378         }
3379
3380         mutex_enter(&db->db_mtx);
3381
3382         DBUF_VERIFY(db);
3383
3384         drp = &db->db_last_dirty;
3385         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3386                 drp = &dr->dr_next;
3387         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3388         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3389         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3390         *drp = dr->dr_next;
3391
3392 #ifdef ZFS_DEBUG
3393         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3394                 dnode_t *dn;
3395
3396                 DB_DNODE_ENTER(db);
3397                 dn = DB_DNODE(db);
3398                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3399                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3400                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3401                 DB_DNODE_EXIT(db);
3402         }
3403 #endif
3404
3405         if (db->db_level == 0) {
3406                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3407                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3408                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3409                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3410                                 arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
3411                 }
3412         } else {
3413                 dnode_t *dn;
3414
3415                 DB_DNODE_ENTER(db);
3416                 dn = DB_DNODE(db);
3417                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3418                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3419                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3420                         int epbs =
3421                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3422                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3423                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3424                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3425                             db->db.db_size);
3426                 }
3427                 DB_DNODE_EXIT(db);
3428                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3429                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3430         }
3431         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3432
3433         cv_broadcast(&db->db_changed);
3434         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3435         db->db_dirtycnt -= 1;
3436         db->db_data_pending = NULL;
3437         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3438 }
3439
3440 static void
3441 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3442 {
3443         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3444 }
3445
3446 static void
3447 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3448 {
3449         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3450 }
3451
3452 static void
3453 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3454 {
3455         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3456         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3457
3458         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3459 }
3460
3461 static void
3462 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3463 {
3464         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3465         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3466         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3467
3468         mutex_enter(&db->db_mtx);
3469         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3470                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3471                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3472                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3473         }
3474         mutex_exit(&db->db_mtx);
3475         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3476
3477         if (zio->io_abd != NULL)
3478                 abd_put(zio->io_abd);
3479 }
3480
3481 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3482 static void
3483 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3484 {
3485         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3486         dnode_t *dn;
3487         objset_t *os;
3488         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3489         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3490         zbookmark_phys_t zb;
3491         zio_prop_t zp;
3492         zio_t *zio;
3493         int wp_flag = 0;
3494
3495         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3496
3497         DB_DNODE_ENTER(db);
3498         dn = DB_DNODE(db);
3499         os = dn->dn_objset;
3500
3501         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3502                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3503                         /*
3504                          * Private object buffers are released here rather
3505                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3506                          * in the syncing context and we don't want the
3507                          * overhead of making multiple copies of the data.
3508                          */
3509                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3510                                 arc_buf_thaw(data);
3511                         } else {
3512                                 dbuf_release_bp(db);
3513                         }
3514                 }
3515         }
3516
3517         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3518                 /* Our parent is an indirect block. */
3519                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3520                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3521                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3522                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3523                 /*
3524                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3525                  * our block pointer, so the parent must be released.
3526                  */
3527                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3528                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3529         } else {
3530                 /* Our parent is the dnode itself. */
3531                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3532                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3533                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3534                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3535                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3536                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3537                 zio = dn->dn_zio;
3538         }
3539
3540         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3541         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3542         ASSERT(zio);
3543
3544         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3545             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3546             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3547
3548         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3549                 wp_flag = WP_SPILL;
3550         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3551
3552         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3553         DB_DNODE_EXIT(db);
3554
3555         /*
3556          * We copy the blkptr now (rather than when we instantiate the dirty
3557          * record), because its value can change between open context and
3558          * syncing context. We do not need to hold dn_struct_rwlock to read
3559          * db_blkptr because we are in syncing context.
3560          */
3561         dr->dr_bp_copy = *db->db_blkptr;
3562
3563         if (db->db_level == 0 &&
3564             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3565                 /*
3566                  * The BP for this block has been provided by open context
3567                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3568                  */
3569                 abd_t *contents = (data != NULL) ?
3570                     abd_get_from_buf(data->b_data, arc_buf_size(data)) : NULL;
3571
3572                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg, &dr->dr_bp_copy,
3573                     contents, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
3574                     dbuf_write_override_ready, NULL, NULL,
3575                     dbuf_write_override_done,
3576                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3577                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3578                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3579                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3580                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3581                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3582         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3583                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3584                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3585                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3586                     &dr->dr_bp_copy, NULL, db->db.db_size, db->db.db_size, &zp,
3587                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, NULL,
3588                     dbuf_write_nofill_done, db,
3589                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3590                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3591         } else {
3592                 ASSERT(arc_released(data));
3593
3594                 /*
3595                  * For indirect blocks, we want to setup the children
3596                  * ready callback so that we can properly handle an indirect
3597                  * block that only contains holes.
3598                  */
3599                 arc_done_func_t *children_ready_cb = NULL;
3600                 if (db->db_level != 0)
3601                         children_ready_cb = dbuf_write_children_ready;
3602
3603                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3604                     &dr->dr_bp_copy, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3605                     &zp, dbuf_write_ready, children_ready_cb,
3606                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3607                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3608         }
3609 }