]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFC r305323: MFV r302991: 6950 ARC should cache compressed data
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / dbuf.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
23  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
24  * Copyright (c) 2012, 2015 by Delphix. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
26  * Copyright (c) 2013, Joyent, Inc. All rights reserved.
27  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
28  * 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
50 uint_t zfs_dbuf_evict_key;
51
52 /*
53  * Number of times that zfs_free_range() took the slow path while doing
54  * a zfs receive.  A nonzero value indicates a potential performance problem.
55  */
56 uint64_t zfs_free_range_recv_miss;
57
58 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
59 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
60
61 /*
62  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
63  */
64 static kmem_cache_t *dbuf_kmem_cache;
65 static taskq_t *dbu_evict_taskq;
66
67 static kthread_t *dbuf_cache_evict_thread;
68 static kmutex_t dbuf_evict_lock;
69 static kcondvar_t dbuf_evict_cv;
70 static boolean_t dbuf_evict_thread_exit;
71
72 /*
73  * LRU cache of dbufs. The dbuf cache maintains a list of dbufs that
74  * are not currently held but have been recently released. These dbufs
75  * are not eligible for arc eviction until they are aged out of the cache.
76  * Dbufs are added to the dbuf cache once the last hold is released. If a
77  * dbuf is later accessed and still exists in the dbuf cache, then it will
78  * be removed from the cache and later re-added to the head of the cache.
79  * Dbufs that are aged out of the cache will be immediately destroyed and
80  * become eligible for arc eviction.
81  */
82 static multilist_t dbuf_cache;
83 static refcount_t dbuf_cache_size;
84 uint64_t dbuf_cache_max_bytes = 100 * 1024 * 1024;
85
86 /* Cap the size of the dbuf cache to log2 fraction of arc size. */
87 int dbuf_cache_max_shift = 5;
88
89 /*
90  * The dbuf cache uses a three-stage eviction policy:
91  *      - A low water marker designates when the dbuf eviction thread
92  *      should stop evicting from the dbuf cache.
93  *      - When we reach the maximum size (aka mid water mark), we
94  *      signal the eviction thread to run.
95  *      - The high water mark indicates when the eviction thread
96  *      is unable to keep up with the incoming load and eviction must
97  *      happen in the context of the calling thread.
98  *
99  * The dbuf cache:
100  *                                                 (max size)
101  *                                      low water   mid water   hi water
102  * +----------------------------------------+----------+----------+
103  * |                                        |          |          |
104  * |                                        |          |          |
105  * |                                        |          |          |
106  * |                                        |          |          |
107  * +----------------------------------------+----------+----------+
108  *                                        stop        signal     evict
109  *                                      evicting     eviction   directly
110  *                                                    thread
111  *
112  * The high and low water marks indicate the operating range for the eviction
113  * thread. The low water mark is, by default, 90% of the total size of the
114  * cache and the high water mark is at 110% (both of these percentages can be
115  * changed by setting dbuf_cache_lowater_pct and dbuf_cache_hiwater_pct,
116  * respectively). The eviction thread will try to ensure that the cache remains
117  * within this range by waking up every second and checking if the cache is
118  * above the low water mark. The thread can also be woken up by callers adding
119  * elements into the cache if the cache is larger than the mid water (i.e max
120  * cache size). Once the eviction thread is woken up and eviction is required,
121  * it will continue evicting buffers until it's able to reduce the cache size
122  * to the low water mark. If the cache size continues to grow and hits the high
123  * water mark, then callers adding elments to the cache will begin to evict
124  * directly from the cache until the cache is no longer above the high water
125  * mark.
126  */
127
128 /*
129  * The percentage above and below the maximum cache size.
130  */
131 uint_t dbuf_cache_hiwater_pct = 10;
132 uint_t dbuf_cache_lowater_pct = 10;
133
134 /* ARGSUSED */
135 static int
136 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
137 {
138         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
139         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
140
141         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
142         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
143         multilist_link_init(&db->db_cache_link);
144         refcount_create(&db->db_holds);
145
146         return (0);
147 }
148
149 /* ARGSUSED */
150 static void
151 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
152 {
153         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
154         mutex_destroy(&db->db_mtx);
155         cv_destroy(&db->db_changed);
156         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
157         refcount_destroy(&db->db_holds);
158 }
159
160 /*
161  * dbuf hash table routines
162  */
163 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
164
165 static uint64_t dbuf_hash_count;
166
167 static uint64_t
168 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
169 {
170         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
171         uint64_t crc = -1ULL;
172
173         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
174         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
175         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
176         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
177         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
178         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
179         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
180
181         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
182
183         return (crc);
184 }
185
186 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
187         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
188         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
189         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
190         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
191
192 dmu_buf_impl_t *
193 dbuf_find(objset_t *os, uint64_t obj, uint8_t level, uint64_t blkid)
194 {
195         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
196         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
197         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
198         dmu_buf_impl_t *db;
199
200         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
201         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
202                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
203                         mutex_enter(&db->db_mtx);
204                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
205                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
206                                 return (db);
207                         }
208                         mutex_exit(&db->db_mtx);
209                 }
210         }
211         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
212         return (NULL);
213 }
214
215 static dmu_buf_impl_t *
216 dbuf_find_bonus(objset_t *os, uint64_t object)
217 {
218         dnode_t *dn;
219         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
220
221         if (dnode_hold(os, object, FTAG, &dn) == 0) {
222                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
223                 if (dn->dn_bonus != NULL) {
224                         db = dn->dn_bonus;
225                         mutex_enter(&db->db_mtx);
226                 }
227                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
228                 dnode_rele(dn, FTAG);
229         }
230         return (db);
231 }
232
233 /*
234  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
235  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
236  * will be returned and the new element will not be inserted.
237  * Otherwise returns NULL.
238  */
239 static dmu_buf_impl_t *
240 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
241 {
242         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
243         objset_t *os = db->db_objset;
244         uint64_t obj = db->db.db_object;
245         int level = db->db_level;
246         uint64_t blkid = db->db_blkid;
247         uint64_t hv = dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
248         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
249         dmu_buf_impl_t *dbf;
250
251         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
252         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
253                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
254                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
255                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
256                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
257                                 return (dbf);
258                         }
259                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
260                 }
261         }
262
263         mutex_enter(&db->db_mtx);
264         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
265         h->hash_table[idx] = db;
266         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
267         atomic_inc_64(&dbuf_hash_count);
268
269         return (NULL);
270 }
271
272 /*
273  * Remove an entry from the hash table.  It must be in the EVICTING state.
274  */
275 static void
276 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
277 {
278         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
279         uint64_t hv = dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
280             db->db_level, db->db_blkid);
281         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
282         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
283
284         /*
285          * We musn't hold db_mtx to maintain lock ordering:
286          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
287          */
288         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
289         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
290         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
291
292         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
293         dbp = &h->hash_table[idx];
294         while ((dbf = *dbp) != db) {
295                 dbp = &dbf->db_hash_next;
296                 ASSERT(dbf != NULL);
297         }
298         *dbp = db->db_hash_next;
299         db->db_hash_next = NULL;
300         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
301         atomic_dec_64(&dbuf_hash_count);
302 }
303
304 typedef enum {
305         DBVU_EVICTING,
306         DBVU_NOT_EVICTING
307 } dbvu_verify_type_t;
308
309 static void
310 dbuf_verify_user(dmu_buf_impl_t *db, dbvu_verify_type_t verify_type)
311 {
312 #ifdef ZFS_DEBUG
313         int64_t holds;
314
315         if (db->db_user == NULL)
316                 return;
317
318         /* Only data blocks support the attachment of user data. */
319         ASSERT(db->db_level == 0);
320
321         /* Clients must resolve a dbuf before attaching user data. */
322         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
323         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
324
325         holds = refcount_count(&db->db_holds);
326         if (verify_type == DBVU_EVICTING) {
327                 /*
328                  * Immediate eviction occurs when holds == dirtycnt.
329                  * For normal eviction buffers, holds is zero on
330                  * eviction, except when dbuf_fix_old_data() calls
331                  * dbuf_clear_data().  However, the hold count can grow
332                  * during eviction even though db_mtx is held (see
333                  * dmu_bonus_hold() for an example), so we can only
334                  * test the generic invariant that holds >= dirtycnt.
335                  */
336                 ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
337         } else {
338                 if (db->db_user_immediate_evict == TRUE)
339                         ASSERT3U(holds, >=, db->db_dirtycnt);
340                 else
341                         ASSERT3U(holds, >, 0);
342         }
343 #endif
344 }
345
346 static void
347 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
348 {
349         dmu_buf_user_t *dbu = db->db_user;
350
351         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
352
353         if (dbu == NULL)
354                 return;
355
356         dbuf_verify_user(db, DBVU_EVICTING);
357         db->db_user = NULL;
358
359 #ifdef ZFS_DEBUG
360         if (dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp != NULL)
361                 *dbu->dbu_clear_on_evict_dbufp = NULL;
362 #endif
363
364         /*
365          * Invoke the callback from a taskq to avoid lock order reversals
366          * and limit stack depth.
367          */
368         taskq_dispatch_ent(dbu_evict_taskq, dbu->dbu_evict_func, dbu, 0,
369             &dbu->dbu_tqent);
370 }
371
372 boolean_t
373 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
374 {
375         if (db->db_level > 0) {
376                 return (B_TRUE);
377         } else {
378                 boolean_t is_metadata;
379
380                 DB_DNODE_ENTER(db);
381                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
382                 DB_DNODE_EXIT(db);
383
384                 return (is_metadata);
385         }
386 }
387
388 /*
389  * This function *must* return indices evenly distributed between all
390  * sublists of the multilist. This is needed due to how the dbuf eviction
391  * code is laid out; dbuf_evict_thread() assumes dbufs are evenly
392  * distributed between all sublists and uses this assumption when
393  * deciding which sublist to evict from and how much to evict from it.
394  */
395 unsigned int
396 dbuf_cache_multilist_index_func(multilist_t *ml, void *obj)
397 {
398         dmu_buf_impl_t *db = obj;
399
400         /*
401          * The assumption here, is the hash value for a given
402          * dmu_buf_impl_t will remain constant throughout it's lifetime
403          * (i.e. it's objset, object, level and blkid fields don't change).
404          * Thus, we don't need to store the dbuf's sublist index
405          * on insertion, as this index can be recalculated on removal.
406          *
407          * Also, the low order bits of the hash value are thought to be
408          * distributed evenly. Otherwise, in the case that the multilist
409          * has a power of two number of sublists, each sublists' usage
410          * would not be evenly distributed.
411          */
412         return (dbuf_hash(db->db_objset, db->db.db_object,
413             db->db_level, db->db_blkid) %
414             multilist_get_num_sublists(ml));
415 }
416
417 static inline boolean_t
418 dbuf_cache_above_hiwater(void)
419 {
420         uint64_t dbuf_cache_hiwater_bytes =
421             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_hiwater_pct) / 100;
422
423         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
424             dbuf_cache_max_bytes + dbuf_cache_hiwater_bytes);
425 }
426
427 static inline boolean_t
428 dbuf_cache_above_lowater(void)
429 {
430         uint64_t dbuf_cache_lowater_bytes =
431             (dbuf_cache_max_bytes * dbuf_cache_lowater_pct) / 100;
432
433         return (refcount_count(&dbuf_cache_size) >
434             dbuf_cache_max_bytes - dbuf_cache_lowater_bytes);
435 }
436
437 /*
438  * Evict the oldest eligible dbuf from the dbuf cache.
439  */
440 static void
441 dbuf_evict_one(void)
442 {
443         int idx = multilist_get_random_index(&dbuf_cache);
444         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock(&dbuf_cache, idx);
445
446         ASSERT(!MUTEX_HELD(&dbuf_evict_lock));
447
448         /*
449          * Set the thread's tsd to indicate that it's processing evictions.
450          * Once a thread stops evicting from the dbuf cache it will
451          * reset its tsd to NULL.
452          */
453         ASSERT3P(tsd_get(zfs_dbuf_evict_key), ==, NULL);
454         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, (void *)B_TRUE);
455
456         dmu_buf_impl_t *db = multilist_sublist_tail(mls);
457         while (db != NULL && mutex_tryenter(&db->db_mtx) == 0) {
458                 db = multilist_sublist_prev(mls, db);
459         }
460
461         DTRACE_PROBE2(dbuf__evict__one, dmu_buf_impl_t *, db,
462             multilist_sublist_t *, mls);
463
464         if (db != NULL) {
465                 multilist_sublist_remove(mls, db);
466                 multilist_sublist_unlock(mls);
467                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
468                     db->db.db_size, db);
469                 dbuf_destroy(db);
470         } else {
471                 multilist_sublist_unlock(mls);
472         }
473         (void) tsd_set(zfs_dbuf_evict_key, NULL);
474 }
475
476 /*
477  * The dbuf evict thread is responsible for aging out dbufs from the
478  * cache. Once the cache has reached it's maximum size, dbufs are removed
479  * and destroyed. The eviction thread will continue running until the size
480  * of the dbuf cache is at or below the maximum size. Once the dbuf is aged
481  * out of the cache it is destroyed and becomes eligible for arc eviction.
482  */
483 static void
484 dbuf_evict_thread(void *dummy __unused)
485 {
486         callb_cpr_t cpr;
487
488         CALLB_CPR_INIT(&cpr, &dbuf_evict_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
489
490         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
491         while (!dbuf_evict_thread_exit) {
492                 while (!dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
493                         CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
494                         (void) cv_timedwait_hires(&dbuf_evict_cv,
495                             &dbuf_evict_lock, SEC2NSEC(1), MSEC2NSEC(1), 0);
496                         CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &dbuf_evict_lock);
497                 }
498                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
499
500                 /*
501                  * Keep evicting as long as we're above the low water mark
502                  * for the cache. We do this without holding the locks to
503                  * minimize lock contention.
504                  */
505                 while (dbuf_cache_above_lowater() && !dbuf_evict_thread_exit) {
506                         dbuf_evict_one();
507                 }
508
509                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
510         }
511
512         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
513         cv_broadcast(&dbuf_evict_cv);
514         CALLB_CPR_EXIT(&cpr);   /* drops dbuf_evict_lock */
515         thread_exit();
516 }
517
518 /*
519  * Wake up the dbuf eviction thread if the dbuf cache is at its max size.
520  * If the dbuf cache is at its high water mark, then evict a dbuf from the
521  * dbuf cache using the callers context.
522  */
523 static void
524 dbuf_evict_notify(void)
525 {
526
527         /*
528          * We use thread specific data to track when a thread has
529          * started processing evictions. This allows us to avoid deeply
530          * nested stacks that would have a call flow similar to this:
531          *
532          * dbuf_rele()-->dbuf_rele_and_unlock()-->dbuf_evict_notify()
533          *      ^                                               |
534          *      |                                               |
535          *      +-----dbuf_destroy()<--dbuf_evict_one()<--------+
536          *
537          * The dbuf_eviction_thread will always have its tsd set until
538          * that thread exits. All other threads will only set their tsd
539          * if they are participating in the eviction process. This only
540          * happens if the eviction thread is unable to process evictions
541          * fast enough. To keep the dbuf cache size in check, other threads
542          * can evict from the dbuf cache directly. Those threads will set
543          * their tsd values so that we ensure that they only evict one dbuf
544          * from the dbuf cache.
545          */
546         if (tsd_get(zfs_dbuf_evict_key) != NULL)
547                 return;
548
549         if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
550                 boolean_t evict_now = B_FALSE;
551
552                 mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
553                 if (refcount_count(&dbuf_cache_size) > dbuf_cache_max_bytes) {
554                         evict_now = dbuf_cache_above_hiwater();
555                         cv_signal(&dbuf_evict_cv);
556                 }
557                 mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
558
559                 if (evict_now) {
560                         dbuf_evict_one();
561                 }
562         }
563 }
564
565 void
566 dbuf_init(void)
567 {
568         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
569         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
570         int i;
571
572         /*
573          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
574          * with an average 4K block size.  The table will take up
575          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
576          */
577         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
578                 hsize <<= 1;
579
580 retry:
581         h->hash_table_mask = hsize - 1;
582         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
583         if (h->hash_table == NULL) {
584                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
585                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
586                 hsize >>= 1;
587                 goto retry;
588         }
589
590         dbuf_kmem_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
591             sizeof (dmu_buf_impl_t),
592             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
593
594         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
595                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
596
597         /*
598          * Setup the parameters for the dbuf cache. We cap the size of the
599          * dbuf cache to 1/32nd (default) of the size of the ARC.
600          */
601         dbuf_cache_max_bytes = MIN(dbuf_cache_max_bytes,
602             arc_max_bytes() >> dbuf_cache_max_shift);
603
604         /*
605          * All entries are queued via taskq_dispatch_ent(), so min/maxalloc
606          * configuration is not required.
607          */
608         dbu_evict_taskq = taskq_create("dbu_evict", 1, minclsyspri, 0, 0, 0);
609
610         multilist_create(&dbuf_cache, sizeof (dmu_buf_impl_t),
611             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_cache_link),
612             zfs_arc_num_sublists_per_state,
613             dbuf_cache_multilist_index_func);
614         refcount_create(&dbuf_cache_size);
615
616         tsd_create(&zfs_dbuf_evict_key, NULL);
617         dbuf_evict_thread_exit = B_FALSE;
618         mutex_init(&dbuf_evict_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
619         cv_init(&dbuf_evict_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
620         dbuf_cache_evict_thread = thread_create(NULL, 0, dbuf_evict_thread,
621             NULL, 0, &p0, TS_RUN, minclsyspri);
622 }
623
624 void
625 dbuf_fini(void)
626 {
627         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
628         int i;
629
630         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
631                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
632         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
633         kmem_cache_destroy(dbuf_kmem_cache);
634         taskq_destroy(dbu_evict_taskq);
635
636         mutex_enter(&dbuf_evict_lock);
637         dbuf_evict_thread_exit = B_TRUE;
638         while (dbuf_evict_thread_exit) {
639                 cv_signal(&dbuf_evict_cv);
640                 cv_wait(&dbuf_evict_cv, &dbuf_evict_lock);
641         }
642         mutex_exit(&dbuf_evict_lock);
643         tsd_destroy(&zfs_dbuf_evict_key);
644
645         mutex_destroy(&dbuf_evict_lock);
646         cv_destroy(&dbuf_evict_cv);
647
648         refcount_destroy(&dbuf_cache_size);
649         multilist_destroy(&dbuf_cache);
650 }
651
652 /*
653  * Other stuff.
654  */
655
656 #ifdef ZFS_DEBUG
657 static void
658 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
659 {
660         dnode_t *dn;
661         dbuf_dirty_record_t *dr;
662
663         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
664
665         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
666                 return;
667
668         ASSERT(db->db_objset != NULL);
669         DB_DNODE_ENTER(db);
670         dn = DB_DNODE(db);
671         if (dn == NULL) {
672                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
673                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
674         } else {
675                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
676                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
677                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
678                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
679                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
680                     !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
681         }
682         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
683                 ASSERT(dn != NULL);
684                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
685                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
686         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
687                 ASSERT(dn != NULL);
688                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
689                 ASSERT0(db->db.db_offset);
690         } else {
691                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
692         }
693
694         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
695                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
696
697         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
698                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
699
700         /*
701          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
702          * can be momentarily different when another thread is doing
703          * dnode_set_blksz().
704          */
705         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
706                 dr = db->db_data_pending;
707                 /*
708                  * It should only be modified in syncing context, so
709                  * make sure we only have one copy of the data.
710                  */
711                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
712         }
713
714         /* verify db->db_blkptr */
715         if (db->db_blkptr) {
716                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
717                         /* db is pointed to by the dnode */
718                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
719                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
720                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
721                         else
722                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
723                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
724                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
725                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
726                 } else {
727                         /* db is pointed to by an indirect block */
728                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
729                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
730                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
731                             db->db.db_object);
732                         /*
733                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
734                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
735                          * grows.  safe to do this now?
736                          */
737                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
738                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
739                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
740                                     db->db_blkid % epb));
741                         }
742                 }
743         }
744         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
745             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
746             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
747             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
748                 /*
749                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
750                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
751                  * data when we evict this buffer.
752                  *
753                  * There is an exception to this rule for indirect blocks; in
754                  * this case, if the indirect block is a hole, we fill in a few
755                  * fields on each of the child blocks (importantly, birth time)
756                  * to prevent hole birth times from being lost when you
757                  * partially fill in a hole.
758                  */
759                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
760                         if (db->db_level == 0) {
761                                 uint64_t *buf = db->db.db_data;
762                                 int i;
763
764                                 for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
765                                         ASSERT(buf[i] == 0);
766                                 }
767                         } else {
768                                 blkptr_t *bps = db->db.db_data;
769                                 ASSERT3U(1 << DB_DNODE(db)->dn_indblkshift, ==,
770                                     db->db.db_size);
771                                 /*
772                                  * We want to verify that all the blkptrs in the
773                                  * indirect block are holes, but we may have
774                                  * automatically set up a few fields for them.
775                                  * We iterate through each blkptr and verify
776                                  * they only have those fields set.
777                                  */
778                                 for (int i = 0;
779                                     i < db->db.db_size / sizeof (blkptr_t);
780                                     i++) {
781                                         blkptr_t *bp = &bps[i];
782                                         ASSERT(ZIO_CHECKSUM_IS_ZERO(
783                                             &bp->blk_cksum));
784                                         ASSERT(
785                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[0]) &&
786                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[1]) &&
787                                             DVA_IS_EMPTY(&bp->blk_dva[2]));
788                                         ASSERT0(bp->blk_fill);
789                                         ASSERT0(bp->blk_pad[0]);
790                                         ASSERT0(bp->blk_pad[1]);
791                                         ASSERT(!BP_IS_EMBEDDED(bp));
792                                         ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
793                                         ASSERT0(bp->blk_phys_birth);
794                                 }
795                         }
796                 }
797         }
798         DB_DNODE_EXIT(db);
799 }
800 #endif
801
802 static void
803 dbuf_clear_data(dmu_buf_impl_t *db)
804 {
805         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
806         dbuf_evict_user(db);
807         ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
808         db->db.db_data = NULL;
809         if (db->db_state != DB_NOFILL)
810                 db->db_state = DB_UNCACHED;
811 }
812
813 static void
814 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
815 {
816         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
817         ASSERT(buf != NULL);
818
819         db->db_buf = buf;
820         ASSERT(buf->b_data != NULL);
821         db->db.db_data = buf->b_data;
822 }
823
824 /*
825  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
826  */
827 arc_buf_t *
828 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
829 {
830         arc_buf_t *abuf;
831
832         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
833         mutex_enter(&db->db_mtx);
834         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
835                 int blksz = db->db.db_size;
836                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
837
838                 mutex_exit(&db->db_mtx);
839                 abuf = arc_loan_buf(spa, blksz);
840                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
841         } else {
842                 abuf = db->db_buf;
843                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
844                 db->db_buf = NULL;
845                 dbuf_clear_data(db);
846                 mutex_exit(&db->db_mtx);
847         }
848         return (abuf);
849 }
850
851 /*
852  * Calculate which level n block references the data at the level 0 offset
853  * provided.
854  */
855 uint64_t
856 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t offset)
857 {
858         if (dn->dn_datablkshift != 0 && dn->dn_indblkshift != 0) {
859                 /*
860                  * The level n blkid is equal to the level 0 blkid divided by
861                  * the number of level 0s in a level n block.
862                  *
863                  * The level 0 blkid is offset >> datablkshift =
864                  * offset / 2^datablkshift.
865                  *
866                  * The number of level 0s in a level n is the number of block
867                  * pointers in an indirect block, raised to the power of level.
868                  * This is 2^(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)^level =
869                  * 2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)).
870                  *
871                  * Thus, the level n blkid is: offset /
872                  * ((2^datablkshift)*(2^(level*(indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)))
873                  * = offset / 2^(datablkshift + level *
874                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
875                  * = offset >> (datablkshift + level *
876                  *   (indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT))
877                  */
878                 return (offset >> (dn->dn_datablkshift + level *
879                     (dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT)));
880         } else {
881                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
882                 return (0);
883         }
884 }
885
886 static void
887 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
888 {
889         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
890
891         mutex_enter(&db->db_mtx);
892         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
893         /*
894          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
895          */
896         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
897         ASSERT(db->db_buf == NULL);
898         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
899         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
900                 /* we were freed in flight; disregard any error */
901                 arc_release(buf, db);
902                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
903                 arc_buf_freeze(buf);
904                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
905                 dbuf_set_data(db, buf);
906                 db->db_state = DB_CACHED;
907         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
908                 dbuf_set_data(db, buf);
909                 db->db_state = DB_CACHED;
910         } else {
911                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
912                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
913                 arc_buf_destroy(buf, db);
914                 db->db_state = DB_UNCACHED;
915         }
916         cv_broadcast(&db->db_changed);
917         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
918 }
919
920 static void
921 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
922 {
923         dnode_t *dn;
924         zbookmark_phys_t zb;
925         arc_flags_t aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
926
927         DB_DNODE_ENTER(db);
928         dn = DB_DNODE(db);
929         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
930         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
931         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
932         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
933         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
934         ASSERT(db->db_buf == NULL);
935
936         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
937                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
938
939                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
940                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
941                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
942                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
943                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
944                 if (bonuslen)
945                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
946                 DB_DNODE_EXIT(db);
947                 db->db_state = DB_CACHED;
948                 mutex_exit(&db->db_mtx);
949                 return;
950         }
951
952         /*
953          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
954          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
955          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
956          */
957         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
958             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
959             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
960                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
961
962                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(db->db_objset->os_spa,
963                     db->db.db_size, db, type));
964                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
965
966                 if (db->db_blkptr != NULL && db->db_level > 0 &&
967                     BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
968                     db->db_blkptr->blk_birth != 0) {
969                         blkptr_t *bps = db->db.db_data;
970                         for (int i = 0; i < ((1 <<
971                             DB_DNODE(db)->dn_indblkshift) / sizeof (blkptr_t));
972                             i++) {
973                                 blkptr_t *bp = &bps[i];
974                                 ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
975                                     1 << dn->dn_indblkshift);
976                                 BP_SET_LSIZE(bp,
977                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) == 1 ?
978                                     dn->dn_datablksz :
979                                     BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr));
980                                 BP_SET_TYPE(bp, BP_GET_TYPE(db->db_blkptr));
981                                 BP_SET_LEVEL(bp,
982                                     BP_GET_LEVEL(db->db_blkptr) - 1);
983                                 BP_SET_BIRTH(bp, db->db_blkptr->blk_birth, 0);
984                         }
985                 }
986                 DB_DNODE_EXIT(db);
987                 db->db_state = DB_CACHED;
988                 mutex_exit(&db->db_mtx);
989                 return;
990         }
991
992         DB_DNODE_EXIT(db);
993
994         db->db_state = DB_READ;
995         mutex_exit(&db->db_mtx);
996
997         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
998                 aflags |= ARC_FLAG_L2CACHE;
999
1000         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
1001             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1002             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
1003
1004         dbuf_add_ref(db, NULL);
1005
1006         (void) arc_read(zio, db->db_objset->os_spa, db->db_blkptr,
1007             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
1008             (flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
1009             &aflags, &zb);
1010 }
1011
1012 int
1013 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
1014 {
1015         int err = 0;
1016         boolean_t havepzio = (zio != NULL);
1017         boolean_t prefetch;
1018         dnode_t *dn;
1019
1020         /*
1021          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
1022          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
1023          */
1024         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1025
1026         if (db->db_state == DB_NOFILL)
1027                 return (SET_ERROR(EIO));
1028
1029         DB_DNODE_ENTER(db);
1030         dn = DB_DNODE(db);
1031         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1032                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1033
1034         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1035             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
1036             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
1037
1038         mutex_enter(&db->db_mtx);
1039         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1040                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1041                 if (prefetch)
1042                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1043                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1044                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1045                 DB_DNODE_EXIT(db);
1046         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1047                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
1048
1049                 if (zio == NULL)
1050                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
1051                 dbuf_read_impl(db, zio, flags);
1052
1053                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
1054
1055                 if (prefetch)
1056                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1057
1058                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1059                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1060                 DB_DNODE_EXIT(db);
1061
1062                 if (!havepzio)
1063                         err = zio_wait(zio);
1064         } else {
1065                 /*
1066                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
1067                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
1068                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
1069                  * first reader's request will reach the read_done callback
1070                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
1071                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
1072                  */
1073                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1074                 if (prefetch)
1075                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db_blkid, 1, B_TRUE);
1076                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
1077                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1078                 DB_DNODE_EXIT(db);
1079
1080                 /* Skip the wait per the caller's request. */
1081                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1082                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
1083                         while (db->db_state == DB_READ ||
1084                             db->db_state == DB_FILL) {
1085                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
1086                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
1087                                 DTRACE_PROBE2(blocked__read, dmu_buf_impl_t *,
1088                                     db, zio_t *, zio);
1089                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1090                         }
1091                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
1092                                 err = SET_ERROR(EIO);
1093                 }
1094                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1095         }
1096
1097         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
1098         return (err);
1099 }
1100
1101 static void
1102 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
1103 {
1104         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1105         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1106         mutex_enter(&db->db_mtx);
1107         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1108                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1109         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1110                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1111                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1112
1113                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
1114                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1115                 dbuf_set_data(db, arc_alloc_buf(spa, db->db.db_size, db, type));
1116                 db->db_state = DB_FILL;
1117         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
1118                 dbuf_clear_data(db);
1119         } else {
1120                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1121         }
1122         mutex_exit(&db->db_mtx);
1123 }
1124
1125 /*
1126  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of
1127  * buffers, that have been modified in a previous transaction
1128  * group, before we modify them in the current active group.
1129  *
1130  * This function is used in two places: when we are dirtying a
1131  * buffer for the first time in a txg, and when we are freeing
1132  * a range in a dnode that includes this buffer.
1133  *
1134  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do
1135  * not put a hold on the buffer, we just traverse the active
1136  * dbuf list for the dnode.
1137  */
1138 static void
1139 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
1140 {
1141         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1142
1143         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1144         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1145         ASSERT(db->db_level == 0);
1146         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1147
1148         if (dr == NULL ||
1149             (dr->dt.dl.dr_data !=
1150             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
1151                 return;
1152
1153         /*
1154          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
1155          * and its referencing the dbuf data, either:
1156          *      reset the reference to point to a new copy,
1157          * or (if there a no active holders)
1158          *      just null out the current db_data pointer.
1159          */
1160         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
1161         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1162                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
1163                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
1164                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1165                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1166         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1167                 int size = db->db.db_size;
1168                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1169                 spa_t *spa = db->db_objset->os_spa;
1170
1171                 dr->dt.dl.dr_data = arc_alloc_buf(spa, size, db, type);
1172                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
1173         } else {
1174                 db->db_buf = NULL;
1175                 dbuf_clear_data(db);
1176         }
1177 }
1178
1179 void
1180 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
1181 {
1182         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1183         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1184         uint64_t txg = dr->dr_txg;
1185
1186         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1187         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
1188         ASSERT(db->db_level == 0);
1189
1190         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1191             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
1192                 return;
1193
1194         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
1195
1196         /* free this block */
1197         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite)
1198                 zio_free(db->db_objset->os_spa, txg, bp);
1199
1200         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1201         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
1202
1203         /*
1204          * Release the already-written buffer, so we leave it in
1205          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
1206          * modifying the buffer, so they will immediately do
1207          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
1208          * the buf thawed to save the effort of freezing &
1209          * immediately re-thawing it.
1210          */
1211         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
1212 }
1213
1214 /*
1215  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
1216  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
1217  * empty blocks.
1218  *
1219  * This is a no-op if the dataset is in the middle of an incremental
1220  * receive; see comment below for details.
1221  */
1222 void
1223 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
1224     dmu_tx_t *tx)
1225 {
1226         dmu_buf_impl_t db_search;
1227         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1228         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1229         avl_index_t where;
1230
1231         if (end_blkid > dn->dn_maxblkid && (end_blkid != DMU_SPILL_BLKID))
1232                 end_blkid = dn->dn_maxblkid;
1233         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start_blkid, end_blkid);
1234
1235         db_search.db_level = 0;
1236         db_search.db_blkid = start_blkid;
1237         db_search.db_state = DB_SEARCH;
1238
1239         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1240         if (start_blkid >= dn->dn_unlisted_l0_blkid) {
1241                 /* There can't be any dbufs in this range; no need to search. */
1242 #ifdef DEBUG
1243                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1244                 ASSERT3P(db, ==, NULL);
1245                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1246                 ASSERT(db == NULL || db->db_level > 0);
1247 #endif
1248                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1249                 return;
1250         } else if (dmu_objset_is_receiving(dn->dn_objset)) {
1251                 /*
1252                  * If we are receiving, we expect there to be no dbufs in
1253                  * the range to be freed, because receive modifies each
1254                  * block at most once, and in offset order.  If this is
1255                  * not the case, it can lead to performance problems,
1256                  * so note that we unexpectedly took the slow path.
1257                  */
1258                 atomic_inc_64(&zfs_free_range_recv_miss);
1259         }
1260
1261         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, &db_search, &where);
1262         ASSERT3P(db, ==, NULL);
1263         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
1264
1265         for (; db != NULL; db = db_next) {
1266                 db_next = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db);
1267                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1268
1269                 if (db->db_level != 0 || db->db_blkid > end_blkid) {
1270                         break;
1271                 }
1272                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
1273
1274                 /* found a level 0 buffer in the range */
1275                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1276                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
1277                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
1278                         continue;
1279                 }
1280
1281                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
1282                     db->db_state == DB_NOFILL ||
1283                     db->db_state == DB_EVICTING) {
1284                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1285                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1286                         continue;
1287                 }
1288                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
1289                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
1290                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
1291                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1292                         continue;
1293                 }
1294                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
1295                         ASSERT(db->db_buf);
1296                         dbuf_destroy(db);
1297                         continue;
1298                 }
1299                 /* The dbuf is referenced */
1300
1301                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
1302                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1303
1304                         if (dr->dr_txg == txg) {
1305                                 /*
1306                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
1307                                  * size to reflect that this buffer may
1308                                  * contain new data when we sync.
1309                                  */
1310                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
1311                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
1312                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
1313                                 dbuf_unoverride(dr);
1314                         } else {
1315                                 /*
1316                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
1317                                  * Either uncache it (if its not referenced in
1318                                  * the open context) or reset its contents to
1319                                  * empty.
1320                                  */
1321                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
1322                         }
1323                 }
1324                 /* clear the contents if its cached */
1325                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
1326                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1327                         arc_release(db->db_buf, db);
1328                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1329                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
1330                 }
1331
1332                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1333         }
1334         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1335 }
1336
1337 static int
1338 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
1339 {
1340         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
1341         uint64_t birth_txg = 0;
1342
1343         /*
1344          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
1345          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
1346          * so we'll ignore db_blkptr.
1347          *
1348          * This logic ensures that only block births for
1349          * filled blocks are considered.
1350          */
1351         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1352         if (db->db_last_dirty && (db->db_blkptr == NULL ||
1353             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1354                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
1355         } else if (db->db_blkptr != NULL && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
1356                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
1357         }
1358
1359         /*
1360          * If this block don't exist or is in a snapshot, it can't be freed.
1361          * Don't pass the bp to dsl_dataset_block_freeable() since we
1362          * are holding the db_mtx lock and might deadlock if we are
1363          * prefetching a dedup-ed block.
1364          */
1365         if (birth_txg != 0)
1366                 return (ds == NULL ||
1367                     dsl_dataset_block_freeable(ds, NULL, birth_txg));
1368         else
1369                 return (B_FALSE);
1370 }
1371
1372 void
1373 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
1374 {
1375         arc_buf_t *buf, *obuf;
1376         int osize = db->db.db_size;
1377         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1378         dnode_t *dn;
1379
1380         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1381
1382         DB_DNODE_ENTER(db);
1383         dn = DB_DNODE(db);
1384
1385         /* XXX does *this* func really need the lock? */
1386         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1387
1388         /*
1389          * This call to dmu_buf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
1390          * is OK, because there can be no other references to the db
1391          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
1392          * be happening.
1393          */
1394         /*
1395          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
1396          * value and returning that up to our callers
1397          */
1398         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1399
1400         /* create the data buffer for the new block */
1401         buf = arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa, size, db, type);
1402
1403         /* copy old block data to the new block */
1404         obuf = db->db_buf;
1405         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
1406         /* zero the remainder */
1407         if (size > osize)
1408                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
1409
1410         mutex_enter(&db->db_mtx);
1411         dbuf_set_data(db, buf);
1412         arc_buf_destroy(obuf, db);
1413         db->db.db_size = size;
1414
1415         if (db->db_level == 0) {
1416                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1417                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1418         }
1419         mutex_exit(&db->db_mtx);
1420
1421         dnode_willuse_space(dn, size-osize, tx);
1422         DB_DNODE_EXIT(db);
1423 }
1424
1425 void
1426 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1427 {
1428         objset_t *os = db->db_objset;
1429
1430         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1431         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1432             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1433         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1434
1435         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1436 }
1437
1438 /*
1439  * We already have a dirty record for this TXG, and we are being
1440  * dirtied again.
1441  */
1442 static void
1443 dbuf_redirty(dbuf_dirty_record_t *dr)
1444 {
1445         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1446
1447         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1448
1449         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1450                 /*
1451                  * If this buffer has already been written out,
1452                  * we now need to reset its state.
1453                  */
1454                 dbuf_unoverride(dr);
1455                 if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1456                     db->db_state != DB_NOFILL) {
1457                         /* Already released on initial dirty, so just thaw. */
1458                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
1459                         arc_buf_thaw(db->db_buf);
1460                 }
1461         }
1462 }
1463
1464 dbuf_dirty_record_t *
1465 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1466 {
1467         dnode_t *dn;
1468         objset_t *os;
1469         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1470         int drop_struct_lock = FALSE;
1471         boolean_t do_free_accounting = B_FALSE;
1472         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1473
1474         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1475         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1476         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1477
1478         DB_DNODE_ENTER(db);
1479         dn = DB_DNODE(db);
1480         /*
1481          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1482          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1483          * were already pre-dirtied in open context.
1484          */
1485         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1486             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1487             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1488             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1489         /*
1490          * We make this assert for private objects as well, but after we
1491          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1492          * in syncing context.
1493          */
1494         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1495             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1496             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1497
1498         mutex_enter(&db->db_mtx);
1499         /*
1500          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1501          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1502          * syncing context don't bother holding ahead.
1503          */
1504         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1505             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1506             db->db_state == DB_NOFILL);
1507
1508         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1509         /*
1510          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1511          * initialize the objset.
1512          */
1513         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED &&
1514             !BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1515                 dn->dn_dirtyctx =
1516                     (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1517                 ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1518                 dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1519         }
1520         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1521
1522         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1523                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1524
1525         /*
1526          * If this buffer is already dirty, we're done.
1527          */
1528         drp = &db->db_last_dirty;
1529         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1530             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1531         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1532                 drp = &dr->dr_next;
1533         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1534                 DB_DNODE_EXIT(db);
1535
1536                 dbuf_redirty(dr);
1537                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1538                 return (dr);
1539         }
1540
1541         /*
1542          * Only valid if not already dirty.
1543          */
1544         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1545             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1546             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1547
1548         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1549         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1550             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1551             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1552             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1553             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1554
1555         /*
1556          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1557          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1558          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1559          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1560          * this assertion only if we're not already dirty.
1561          */
1562         os = dn->dn_objset;
1563         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1564             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1565         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1566
1567         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1568
1569         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1570                 /*
1571                  * Update the accounting.
1572                  * Note: we delay "free accounting" until after we drop
1573                  * the db_mtx.  This keeps us from grabbing other locks
1574                  * (and possibly deadlocking) in bp_get_dsize() while
1575                  * also holding the db_mtx.
1576                  */
1577                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
1578                 do_free_accounting = dbuf_block_freeable(db);
1579         }
1580
1581         /*
1582          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1583          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1584          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1585          */
1586         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1587         if (db->db_level == 0) {
1588                 void *data_old = db->db_buf;
1589
1590                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1591                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1592                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1593                                 data_old = db->db.db_data;
1594                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1595                                 /*
1596                                  * Release the data buffer from the cache so
1597                                  * that we can modify it without impacting
1598                                  * possible other users of this cached data
1599                                  * block.  Note that indirect blocks and
1600                                  * private objects are not released until the
1601                                  * syncing state (since they are only modified
1602                                  * then).
1603                                  */
1604                                 arc_release(db->db_buf, db);
1605                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1606                                 data_old = db->db_buf;
1607                         }
1608                         ASSERT(data_old != NULL);
1609                 }
1610                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1611         } else {
1612                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1613                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1614                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1615                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1616         }
1617         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1618                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1619         dr->dr_dbuf = db;
1620         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1621         dr->dr_next = *drp;
1622         *drp = dr;
1623
1624         /*
1625          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1626          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1627          * happened after the free.
1628          */
1629         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1630             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1631                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1632                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] != NULL) {
1633                         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff],
1634                             db->db_blkid, 1);
1635                 }
1636                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1637                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1638         }
1639
1640         /*
1641          * This buffer is now part of this txg
1642          */
1643         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1644         db->db_dirtycnt += 1;
1645         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1646
1647         mutex_exit(&db->db_mtx);
1648
1649         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1650             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1651                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1652                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1653                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1654                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1655                 dnode_setdirty(dn, tx);
1656                 DB_DNODE_EXIT(db);
1657                 return (dr);
1658         } else if (do_free_accounting) {
1659                 blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
1660                 int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
1661                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
1662                 /*
1663                  * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
1664                  * in a previous txg, we don't know how much
1665                  * space it will use on disk yet.  We should
1666                  * really have the struct_rwlock to access
1667                  * db_blkptr, but since this is just a guess,
1668                  * it's OK if we get an odd answer.
1669                  */
1670                 ddt_prefetch(os->os_spa, bp);
1671                 dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
1672         }
1673
1674         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1675                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1676                 drop_struct_lock = TRUE;
1677         }
1678
1679         if (db->db_level == 0) {
1680                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1681                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1682         }
1683
1684         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1685                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1686                 dbuf_dirty_record_t *di;
1687                 int parent_held = FALSE;
1688
1689                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1690                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1691
1692                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1693                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1694                         ASSERT(parent != NULL);
1695                         parent_held = TRUE;
1696                 }
1697                 if (drop_struct_lock)
1698                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1699                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1700                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1701                 if (parent_held)
1702                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1703
1704                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1705                 /*
1706                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1707                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1708                  */
1709                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1710                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1711                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1712                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1713                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1714                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1715                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1716                         dr->dr_parent = di;
1717                 }
1718                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1719         } else {
1720                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1721                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1722                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1723                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1724                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1725                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1726                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1727                 if (drop_struct_lock)
1728                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1729         }
1730
1731         dnode_setdirty(dn, tx);
1732         DB_DNODE_EXIT(db);
1733         return (dr);
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1738  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1739  */
1740 static boolean_t
1741 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1742 {
1743         dnode_t *dn;
1744         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1745         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1746
1747         ASSERT(txg != 0);
1748
1749         /*
1750          * Due to our use of dn_nlevels below, this can only be called
1751          * in open context, unless we are operating on the MOS.
1752          * From syncing context, dn_nlevels may be different from the
1753          * dn_nlevels used when dbuf was dirtied.
1754          */
1755         ASSERT(db->db_objset ==
1756             dmu_objset_pool(db->db_objset)->dp_meta_objset ||
1757             txg != spa_syncing_txg(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
1758         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1759         ASSERT0(db->db_level);
1760         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1761
1762         /*
1763          * If this buffer is not dirty, we're done.
1764          */
1765         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1766                 if (dr->dr_txg <= txg)
1767                         break;
1768         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1769                 return (B_FALSE);
1770         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1771         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1772
1773         DB_DNODE_ENTER(db);
1774         dn = DB_DNODE(db);
1775
1776         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1777
1778         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1779
1780         dsl_pool_undirty_space(dmu_objset_pool(dn->dn_objset),
1781             dr->dr_accounted, txg);
1782
1783         *drp = dr->dr_next;
1784
1785         /*
1786          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1787          * where this dirty record may be put on a list.
1788          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1789          * every one of those list_insert calls.
1790          */
1791         if (dr->dr_parent) {
1792                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1793                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1794                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1795         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1796             db->db_level + 1 == dn->dn_nlevels) {
1797                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1798                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1799                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1800                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1801         }
1802         DB_DNODE_EXIT(db);
1803
1804         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1805                 dbuf_unoverride(dr);
1806
1807                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1808                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1809                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1810                         arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
1811         }
1812
1813         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1814
1815         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1816         db->db_dirtycnt -= 1;
1817
1818         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1819                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(db->db_buf));
1820                 dbuf_destroy(db);
1821                 return (B_TRUE);
1822         }
1823
1824         return (B_FALSE);
1825 }
1826
1827 void
1828 dmu_buf_will_dirty(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1829 {
1830         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1831         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1832
1833         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1834         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1835
1836         /*
1837          * Quick check for dirtyness.  For already dirty blocks, this
1838          * reduces runtime of this function by >90%, and overall performance
1839          * by 50% for some workloads (e.g. file deletion with indirect blocks
1840          * cached).
1841          */
1842         mutex_enter(&db->db_mtx);
1843         dbuf_dirty_record_t *dr;
1844         for (dr = db->db_last_dirty;
1845             dr != NULL && dr->dr_txg >= tx->tx_txg; dr = dr->dr_next) {
1846                 /*
1847                  * It's possible that it is already dirty but not cached,
1848                  * because there are some calls to dbuf_dirty() that don't
1849                  * go through dmu_buf_will_dirty().
1850                  */
1851                 if (dr->dr_txg == tx->tx_txg && db->db_state == DB_CACHED) {
1852                         /* This dbuf is already dirty and cached. */
1853                         dbuf_redirty(dr);
1854                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1855                         return;
1856                 }
1857         }
1858         mutex_exit(&db->db_mtx);
1859
1860         DB_DNODE_ENTER(db);
1861         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1862                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1863         DB_DNODE_EXIT(db);
1864         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1865         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1866 }
1867
1868 void
1869 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1870 {
1871         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1872
1873         db->db_state = DB_NOFILL;
1874
1875         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1876 }
1877
1878 void
1879 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1880 {
1881         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1882
1883         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1884         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1885         ASSERT(db->db_level == 0);
1886         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1887
1888         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1889             dmu_tx_private_ok(tx));
1890
1891         dbuf_noread(db);
1892         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1893 }
1894
1895 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1896 /* ARGSUSED */
1897 void
1898 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1899 {
1900         mutex_enter(&db->db_mtx);
1901         DBUF_VERIFY(db);
1902
1903         if (db->db_state == DB_FILL) {
1904                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1905                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1906                         /* we were freed while filling */
1907                         /* XXX dbuf_undirty? */
1908                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1909                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1910                 }
1911                 db->db_state = DB_CACHED;
1912                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1913         }
1914         mutex_exit(&db->db_mtx);
1915 }
1916
1917 void
1918 dmu_buf_write_embedded(dmu_buf_t *dbuf, void *data,
1919     bp_embedded_type_t etype, enum zio_compress comp,
1920     int uncompressed_size, int compressed_size, int byteorder,
1921     dmu_tx_t *tx)
1922 {
1923         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
1924         struct dirty_leaf *dl;
1925         dmu_object_type_t type;
1926
1927         if (etype == BP_EMBEDDED_TYPE_DATA) {
1928                 ASSERT(spa_feature_is_active(dmu_objset_spa(db->db_objset),
1929                     SPA_FEATURE_EMBEDDED_DATA));
1930         }
1931
1932         DB_DNODE_ENTER(db);
1933         type = DB_DNODE(db)->dn_type;
1934         DB_DNODE_EXIT(db);
1935
1936         ASSERT0(db->db_level);
1937         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1938
1939         dmu_buf_will_not_fill(dbuf, tx);
1940
1941         ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1942         dl = &db->db_last_dirty->dt.dl;
1943         encode_embedded_bp_compressed(&dl->dr_overridden_by,
1944             data, comp, uncompressed_size, compressed_size);
1945         BPE_SET_ETYPE(&dl->dr_overridden_by, etype);
1946         BP_SET_TYPE(&dl->dr_overridden_by, type);
1947         BP_SET_LEVEL(&dl->dr_overridden_by, 0);
1948         BP_SET_BYTEORDER(&dl->dr_overridden_by, byteorder);
1949
1950         dl->dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
1951         dl->dr_overridden_by.blk_birth = db->db_last_dirty->dr_txg;
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1956  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1957  */
1958 void
1959 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1960 {
1961         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1962         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1963         ASSERT(db->db_level == 0);
1964         ASSERT(DBUF_GET_BUFC_TYPE(db) == ARC_BUFC_DATA);
1965         ASSERT(buf != NULL);
1966         ASSERT(arc_buf_size(buf) == db->db.db_size);
1967         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1968
1969         arc_return_buf(buf, db);
1970         ASSERT(arc_released(buf));
1971
1972         mutex_enter(&db->db_mtx);
1973
1974         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1975                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1976
1977         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1978
1979         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1980             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1981                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1982                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1983                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1984                 arc_buf_destroy(buf, db);
1985                 xuio_stat_wbuf_copied();
1986                 return;
1987         }
1988
1989         xuio_stat_wbuf_nocopy();
1990         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1991                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1992
1993                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1994                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1995                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
1996                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
1997                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
1998                                     DR_OVERRIDDEN);
1999                                 arc_release(db->db_buf, db);
2000                         }
2001                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
2002                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2003                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
2004                         arc_release(db->db_buf, db);
2005                         arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2006                 }
2007                 db->db_buf = NULL;
2008         }
2009         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2010         dbuf_set_data(db, buf);
2011         db->db_state = DB_FILL;
2012         mutex_exit(&db->db_mtx);
2013         (void) dbuf_dirty(db, tx);
2014         dmu_buf_fill_done(&db->db, tx);
2015 }
2016
2017 void
2018 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
2019 {
2020         dnode_t *dn;
2021         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2022         dmu_buf_impl_t *dndb;
2023
2024         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2025         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2026
2027         if (db->db_buf != NULL) {
2028                 arc_buf_destroy(db->db_buf, db);
2029                 db->db_buf = NULL;
2030         }
2031
2032         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2033                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
2034                 zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
2035                 arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2036                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2037         }
2038
2039         dbuf_clear_data(db);
2040
2041         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2042                 multilist_remove(&dbuf_cache, db);
2043                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2044                     db->db.db_size, db);
2045         }
2046
2047         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2048         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2049
2050         db->db_state = DB_EVICTING;
2051         db->db_blkptr = NULL;
2052
2053         /*
2054          * Now that db_state is DB_EVICTING, nobody else can find this via
2055          * the hash table.  We can now drop db_mtx, which allows us to
2056          * acquire the dn_dbufs_mtx.
2057          */
2058         mutex_exit(&db->db_mtx);
2059
2060         DB_DNODE_ENTER(db);
2061         dn = DB_DNODE(db);
2062         dndb = dn->dn_dbuf;
2063         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
2064                 boolean_t needlock = !MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx);
2065                 if (needlock)
2066                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2067                 avl_remove(&dn->dn_dbufs, db);
2068                 atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2069                 membar_producer();
2070                 DB_DNODE_EXIT(db);
2071                 if (needlock)
2072                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2073                 /*
2074                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
2075                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
2076                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
2077                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
2078                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
2079                  * release any lock.
2080                  */
2081                 dnode_rele(dn, db);
2082                 db->db_dnode_handle = NULL;
2083
2084                 dbuf_hash_remove(db);
2085         } else {
2086                 DB_DNODE_EXIT(db);
2087         }
2088
2089         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2090
2091         db->db_parent = NULL;
2092
2093         ASSERT(db->db_buf == NULL);
2094         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2095         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
2096         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
2097         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
2098         ASSERT(!multilist_link_active(&db->db_cache_link));
2099
2100         kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2101         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2102
2103         /*
2104          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
2105          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
2106          */
2107         if (parent && parent != dndb)
2108                 dbuf_rele(parent, db);
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Note: While bpp will always be updated if the function returns success,
2113  * parentp will not be updated if the dnode does not have dn_dbuf filled in;
2114  * this happens when the dnode is the meta-dnode, or a userused or groupused
2115  * object.
2116  */
2117 static int
2118 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
2119     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
2120 {
2121         int nlevels, epbs;
2122
2123         *parentp = NULL;
2124         *bpp = NULL;
2125
2126         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2127
2128         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2129                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2130                 if (dn->dn_have_spill &&
2131                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
2132                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
2133                 else
2134                         *bpp = NULL;
2135                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2136                 *parentp = dn->dn_dbuf;
2137                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2138                 return (0);
2139         }
2140
2141         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0)
2142                 nlevels = 1;
2143         else
2144                 nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2145
2146         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2147
2148         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
2149         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2150         if (level >= nlevels ||
2151             (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
2152                 /* the buffer has no parent yet */
2153                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2154         } else if (level < nlevels-1) {
2155                 /* this block is referenced from an indirect block */
2156                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
2157                     blkid >> epbs, fail_sparse, FALSE, NULL, parentp);
2158                 if (err)
2159                         return (err);
2160                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
2161                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
2162                 if (err) {
2163                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
2164                         *parentp = NULL;
2165                         return (err);
2166                 }
2167                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
2168                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2169                 return (0);
2170         } else {
2171                 /* the block is referenced from the dnode */
2172                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
2173                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
2174                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2175                 if (dn->dn_dbuf) {
2176                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
2177                         *parentp = dn->dn_dbuf;
2178                 }
2179                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
2180                 return (0);
2181         }
2182 }
2183
2184 static dmu_buf_impl_t *
2185 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2186     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
2187 {
2188         objset_t *os = dn->dn_objset;
2189         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
2190
2191         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2192         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
2193
2194         db = kmem_cache_alloc(dbuf_kmem_cache, KM_SLEEP);
2195
2196         db->db_objset = os;
2197         db->db.db_object = dn->dn_object;
2198         db->db_level = level;
2199         db->db_blkid = blkid;
2200         db->db_last_dirty = NULL;
2201         db->db_dirtycnt = 0;
2202         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
2203         db->db_parent = parent;
2204         db->db_blkptr = blkptr;
2205
2206         db->db_user = NULL;
2207         db->db_user_immediate_evict = FALSE;
2208         db->db_freed_in_flight = FALSE;
2209         db->db_pending_evict = FALSE;
2210
2211         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2212                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
2213                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
2214                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
2215                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
2216                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
2217                 db->db_state = DB_UNCACHED;
2218                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
2219                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2220                 return (db);
2221         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2222                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
2223                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
2224                 db->db.db_offset = 0;
2225         } else {
2226                 int blocksize =
2227                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
2228                 db->db.db_size = blocksize;
2229                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
2230         }
2231
2232         /*
2233          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
2234          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
2235          * This prevents a possible deadlock with someone
2236          * trying to look up this dbuf before its added to the
2237          * dn_dbufs list.
2238          */
2239         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2240         db->db_state = DB_EVICTING;
2241         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
2242                 /* someone else inserted it first */
2243                 kmem_cache_free(dbuf_kmem_cache, db);
2244                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2245                 return (odb);
2246         }
2247         avl_add(&dn->dn_dbufs, db);
2248         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid >=
2249             dn->dn_unlisted_l0_blkid)
2250                 dn->dn_unlisted_l0_blkid = db->db_blkid + 1;
2251         db->db_state = DB_UNCACHED;
2252         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2253         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
2254
2255         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
2256                 dbuf_add_ref(parent, db);
2257
2258         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
2259             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
2260         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
2261         atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
2262
2263         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
2264
2265         return (db);
2266 }
2267
2268 typedef struct dbuf_prefetch_arg {
2269         spa_t *dpa_spa; /* The spa to issue the prefetch in. */
2270         zbookmark_phys_t dpa_zb; /* The target block to prefetch. */
2271         int dpa_epbs; /* Entries (blkptr_t's) Per Block Shift. */
2272         int dpa_curlevel; /* The current level that we're reading */
2273         dnode_t *dpa_dnode; /* The dnode associated with the prefetch */
2274         zio_priority_t dpa_prio; /* The priority I/Os should be issued at. */
2275         zio_t *dpa_zio; /* The parent zio_t for all prefetches. */
2276         arc_flags_t dpa_aflags; /* Flags to pass to the final prefetch. */
2277 } dbuf_prefetch_arg_t;
2278
2279 /*
2280  * Actually issue the prefetch read for the block given.
2281  */
2282 static void
2283 dbuf_issue_final_prefetch(dbuf_prefetch_arg_t *dpa, blkptr_t *bp)
2284 {
2285         if (BP_IS_HOLE(bp) || BP_IS_EMBEDDED(bp))
2286                 return;
2287
2288         arc_flags_t aflags =
2289             dpa->dpa_aflags | ARC_FLAG_NOWAIT | ARC_FLAG_PREFETCH;
2290
2291         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2292         ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, dpa->dpa_zb.zb_level);
2293         ASSERT(dpa->dpa_zio != NULL);
2294         (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa, bp, NULL, NULL,
2295             dpa->dpa_prio, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2296             &aflags, &dpa->dpa_zb);
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Called when an indirect block above our prefetch target is read in.  This
2301  * will either read in the next indirect block down the tree or issue the actual
2302  * prefetch if the next block down is our target.
2303  */
2304 static void
2305 dbuf_prefetch_indirect_done(zio_t *zio, arc_buf_t *abuf, void *private)
2306 {
2307         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = private;
2308
2309         ASSERT3S(dpa->dpa_zb.zb_level, <, dpa->dpa_curlevel);
2310         ASSERT3S(dpa->dpa_curlevel, >, 0);
2311
2312         /*
2313          * The dpa_dnode is only valid if we are called with a NULL
2314          * zio. This indicates that the arc_read() returned without
2315          * first calling zio_read() to issue a physical read. Once
2316          * a physical read is made the dpa_dnode must be invalidated
2317          * as the locks guarding it may have been dropped. If the
2318          * dpa_dnode is still valid, then we want to add it to the dbuf
2319          * cache. To do so, we must hold the dbuf associated with the block
2320          * we just prefetched, read its contents so that we associate it
2321          * with an arc_buf_t, and then release it.
2322          */
2323         if (zio != NULL) {
2324                 ASSERT3S(BP_GET_LEVEL(zio->io_bp), ==, dpa->dpa_curlevel);
2325                 if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RAW) {
2326                         ASSERT3U(BP_GET_PSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2327                 } else {
2328                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(zio->io_bp), ==, zio->io_size);
2329                 }
2330                 ASSERT3P(zio->io_spa, ==, dpa->dpa_spa);
2331
2332                 dpa->dpa_dnode = NULL;
2333         } else if (dpa->dpa_dnode != NULL) {
2334                 uint64_t curblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2335                     (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel -
2336                     dpa->dpa_zb.zb_level));
2337                 dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dpa->dpa_dnode,
2338                     dpa->dpa_curlevel, curblkid, FTAG);
2339                 (void) dbuf_read(db, NULL,
2340                     DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_HAVESTRUCT);
2341                 dbuf_rele(db, FTAG);
2342         }
2343
2344         dpa->dpa_curlevel--;
2345
2346         uint64_t nextblkid = dpa->dpa_zb.zb_blkid >>
2347             (dpa->dpa_epbs * (dpa->dpa_curlevel - dpa->dpa_zb.zb_level));
2348         blkptr_t *bp = ((blkptr_t *)abuf->b_data) +
2349             P2PHASE(nextblkid, 1ULL << dpa->dpa_epbs);
2350         if (BP_IS_HOLE(bp) || (zio != NULL && zio->io_error != 0)) {
2351                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2352         } else if (dpa->dpa_curlevel == dpa->dpa_zb.zb_level) {
2353                 ASSERT3U(nextblkid, ==, dpa->dpa_zb.zb_blkid);
2354                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, bp);
2355                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2356         } else {
2357                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2358                 zbookmark_phys_t zb;
2359
2360                 ASSERT3U(dpa->dpa_curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(bp));
2361
2362                 SET_BOOKMARK(&zb, dpa->dpa_zb.zb_objset,
2363                     dpa->dpa_zb.zb_object, dpa->dpa_curlevel, nextblkid);
2364
2365                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2366                     bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, dpa->dpa_prio,
2367                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2368                     &iter_aflags, &zb);
2369         }
2370
2371         arc_buf_destroy(abuf, private);
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Issue prefetch reads for the given block on the given level.  If the indirect
2376  * blocks above that block are not in memory, we will read them in
2377  * asynchronously.  As a result, this call never blocks waiting for a read to
2378  * complete.
2379  */
2380 void
2381 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, int64_t level, uint64_t blkid, zio_priority_t prio,
2382     arc_flags_t aflags)
2383 {
2384         blkptr_t bp;
2385         int epbs, nlevels, curlevel;
2386         uint64_t curblkid;
2387
2388         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2389         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2390
2391         if (blkid > dn->dn_maxblkid)
2392                 return;
2393
2394         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
2395                 return;
2396
2397         /*
2398          * This dnode hasn't been written to disk yet, so there's nothing to
2399          * prefetch.
2400          */
2401         nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2402         if (level >= nlevels || dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0)
2403                 return;
2404
2405         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2406         if (dn->dn_phys->dn_maxblkid < blkid << (epbs * level))
2407                 return;
2408
2409         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object,
2410             level, blkid);
2411         if (db != NULL) {
2412                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2413                 /*
2414                  * This dbuf already exists.  It is either CACHED, or
2415                  * (we assume) about to be read or filled.
2416                  */
2417                 return;
2418         }
2419
2420         /*
2421          * Find the closest ancestor (indirect block) of the target block
2422          * that is present in the cache.  In this indirect block, we will
2423          * find the bp that is at curlevel, curblkid.
2424          */
2425         curlevel = level;
2426         curblkid = blkid;
2427         while (curlevel < nlevels - 1) {
2428                 int parent_level = curlevel + 1;
2429                 uint64_t parent_blkid = curblkid >> epbs;
2430                 dmu_buf_impl_t *db;
2431
2432                 if (dbuf_hold_impl(dn, parent_level, parent_blkid,
2433                     FALSE, TRUE, FTAG, &db) == 0) {
2434                         blkptr_t *bpp = db->db_buf->b_data;
2435                         bp = bpp[P2PHASE(curblkid, 1 << epbs)];
2436                         dbuf_rele(db, FTAG);
2437                         break;
2438                 }
2439
2440                 curlevel = parent_level;
2441                 curblkid = parent_blkid;
2442         }
2443
2444         if (curlevel == nlevels - 1) {
2445                 /* No cached indirect blocks found. */
2446                 ASSERT3U(curblkid, <, dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2447                 bp = dn->dn_phys->dn_blkptr[curblkid];
2448         }
2449         if (BP_IS_HOLE(&bp))
2450                 return;
2451
2452         ASSERT3U(curlevel, ==, BP_GET_LEVEL(&bp));
2453
2454         zio_t *pio = zio_root(dmu_objset_spa(dn->dn_objset), NULL, NULL,
2455             ZIO_FLAG_CANFAIL);
2456
2457         dbuf_prefetch_arg_t *dpa = kmem_zalloc(sizeof (*dpa), KM_SLEEP);
2458         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2459         SET_BOOKMARK(&dpa->dpa_zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2460             dn->dn_object, level, blkid);
2461         dpa->dpa_curlevel = curlevel;
2462         dpa->dpa_prio = prio;
2463         dpa->dpa_aflags = aflags;
2464         dpa->dpa_spa = dn->dn_objset->os_spa;
2465         dpa->dpa_dnode = dn;
2466         dpa->dpa_epbs = epbs;
2467         dpa->dpa_zio = pio;
2468
2469         /*
2470          * If we have the indirect just above us, no need to do the asynchronous
2471          * prefetch chain; we'll just run the last step ourselves.  If we're at
2472          * a higher level, though, we want to issue the prefetches for all the
2473          * indirect blocks asynchronously, so we can go on with whatever we were
2474          * doing.
2475          */
2476         if (curlevel == level) {
2477                 ASSERT3U(curblkid, ==, blkid);
2478                 dbuf_issue_final_prefetch(dpa, &bp);
2479                 kmem_free(dpa, sizeof (*dpa));
2480         } else {
2481                 arc_flags_t iter_aflags = ARC_FLAG_NOWAIT;
2482                 zbookmark_phys_t zb;
2483
2484                 SET_BOOKMARK(&zb, ds != NULL ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2485                     dn->dn_object, curlevel, curblkid);
2486                 (void) arc_read(dpa->dpa_zio, dpa->dpa_spa,
2487                     &bp, dbuf_prefetch_indirect_done, dpa, prio,
2488                     ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
2489                     &iter_aflags, &zb);
2490         }
2491         /*
2492          * We use pio here instead of dpa_zio since it's possible that
2493          * dpa may have already been freed.
2494          */
2495         zio_nowait(pio);
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
2500  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
2501  */
2502 int
2503 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
2504     boolean_t fail_sparse, boolean_t fail_uncached,
2505     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
2506 {
2507         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
2508
2509         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2510         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2511         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
2512
2513         *dbp = NULL;
2514 top:
2515         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
2516         db = dbuf_find(dn->dn_objset, dn->dn_object, level, blkid);
2517
2518         if (db == NULL) {
2519                 blkptr_t *bp = NULL;
2520                 int err;
2521
2522                 if (fail_uncached)
2523                         return (SET_ERROR(ENOENT));
2524
2525                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
2526                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
2527                 if (fail_sparse) {
2528                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
2529                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
2530                         if (err) {
2531                                 if (parent)
2532                                         dbuf_rele(parent, NULL);
2533                                 return (err);
2534                         }
2535                 }
2536                 if (err && err != ENOENT)
2537                         return (err);
2538                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
2539         }
2540
2541         if (fail_uncached && db->db_state != DB_CACHED) {
2542                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2543                 return (SET_ERROR(ENOENT));
2544         }
2545
2546         if (db->db_buf != NULL)
2547                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
2548
2549         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
2550
2551         /*
2552          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
2553          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
2554          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
2555          */
2556         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
2557             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2558             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
2559                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
2560
2561                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
2562                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2563
2564                         dbuf_set_data(db,
2565                             arc_alloc_buf(dn->dn_objset->os_spa,
2566                             db->db.db_size, db, type));
2567                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
2568                             db->db.db_size);
2569                 }
2570         }
2571
2572         if (multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2573                 ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
2574                 multilist_remove(&dbuf_cache, db);
2575                 (void) refcount_remove_many(&dbuf_cache_size,
2576                     db->db.db_size, db);
2577         }
2578         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2579         DBUF_VERIFY(db);
2580         mutex_exit(&db->db_mtx);
2581
2582         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
2583         if (parent)
2584                 dbuf_rele(parent, NULL);
2585
2586         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
2587         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
2588         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
2589         *dbp = db;
2590
2591         return (0);
2592 }
2593
2594 dmu_buf_impl_t *
2595 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
2596 {
2597         return (dbuf_hold_level(dn, 0, blkid, tag));
2598 }
2599
2600 dmu_buf_impl_t *
2601 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
2602 {
2603         dmu_buf_impl_t *db;
2604         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, FALSE, tag, &db);
2605         return (err ? NULL : db);
2606 }
2607
2608 void
2609 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
2610 {
2611         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2612
2613         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
2614         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
2615 }
2616
2617 int
2618 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
2619 {
2620         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2621         dnode_t *dn;
2622
2623         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2624                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
2625         if (blksz == 0)
2626                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
2627         ASSERT3U(blksz, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(db->db_objset)));
2628         blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2629
2630         DB_DNODE_ENTER(db);
2631         dn = DB_DNODE(db);
2632         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2633         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2634         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2635         DB_DNODE_EXIT(db);
2636
2637         return (0);
2638 }
2639
2640 void
2641 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2642 {
2643         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2644 }
2645
2646 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2647 void
2648 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2649 {
2650         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2651         ASSERT3S(holds, >, 1);
2652 }
2653
2654 #pragma weak dmu_buf_try_add_ref = dbuf_try_add_ref
2655 boolean_t
2656 dbuf_try_add_ref(dmu_buf_t *db_fake, objset_t *os, uint64_t obj, uint64_t blkid,
2657     void *tag)
2658 {
2659         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2660         dmu_buf_impl_t *found_db;
2661         boolean_t result = B_FALSE;
2662
2663         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2664                 found_db = dbuf_find_bonus(os, obj);
2665         else
2666                 found_db = dbuf_find(os, obj, 0, blkid);
2667
2668         if (found_db != NULL) {
2669                 if (db == found_db && dbuf_refcount(db) > db->db_dirtycnt) {
2670                         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
2671                         result = B_TRUE;
2672                 }
2673                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2674         }
2675         return (result);
2676 }
2677
2678 /*
2679  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2680  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2681  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2682  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2683  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2684  */
2685 void
2686 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2687 {
2688         mutex_enter(&db->db_mtx);
2689         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2690 }
2691
2692 void
2693 dmu_buf_rele(dmu_buf_t *db, void *tag)
2694 {
2695         dbuf_rele((dmu_buf_impl_t *)db, tag);
2696 }
2697
2698 /*
2699  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2700  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2701  */
2702 void
2703 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2704 {
2705         int64_t holds;
2706
2707         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2708         DBUF_VERIFY(db);
2709
2710         /*
2711          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2712          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2713          * buffer has a corresponding dnode hold.
2714          */
2715         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2716         ASSERT(holds >= 0);
2717
2718         /*
2719          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2720          * may be modified in the current syncing context.
2721          */
2722         if (db->db_buf != NULL &&
2723             holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0)) {
2724                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2725         }
2726
2727         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2728             db->db_level == 0 && db->db_user_immediate_evict)
2729                 dbuf_evict_user(db);
2730
2731         if (holds == 0) {
2732                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2733                         dnode_t *dn;
2734                         boolean_t evict_dbuf = db->db_pending_evict;
2735
2736                         /*
2737                          * If the dnode moves here, we cannot cross this
2738                          * barrier until the move completes.
2739                          */
2740                         DB_DNODE_ENTER(db);
2741
2742                         dn = DB_DNODE(db);
2743                         atomic_dec_32(&dn->dn_dbufs_count);
2744
2745                         /*
2746                          * Decrementing the dbuf count means that the bonus
2747                          * buffer's dnode hold is no longer discounted in
2748                          * dnode_move(). The dnode cannot move until after
2749                          * the dnode_rele() below.
2750                          */
2751                         DB_DNODE_EXIT(db);
2752
2753                         /*
2754                          * Do not reference db after its lock is dropped.
2755                          * Another thread may evict it.
2756                          */
2757                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2758
2759                         if (evict_dbuf)
2760                                 dnode_evict_bonus(dn);
2761
2762                         dnode_rele(dn, db);
2763                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2764                         /*
2765                          * This is a special case: we never associated this
2766                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2767                          */
2768                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2769                             db->db_state == DB_NOFILL);
2770                         dbuf_destroy(db);
2771                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2772                         /*
2773                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2774                          */
2775                         dbuf_destroy(db);
2776                 } else {
2777                         boolean_t do_arc_evict = B_FALSE;
2778                         blkptr_t bp;
2779                         spa_t *spa = dmu_objset_spa(db->db_objset);
2780
2781                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) &&
2782                             db->db_blkptr != NULL &&
2783                             !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) &&
2784                             !BP_IS_EMBEDDED(db->db_blkptr)) {
2785                                 do_arc_evict = B_TRUE;
2786                                 bp = *db->db_blkptr;
2787                         }
2788
2789                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
2790                             db->db_pending_evict) {
2791                                 dbuf_destroy(db);
2792                         } else if (!multilist_link_active(&db->db_cache_link)) {
2793                                 multilist_insert(&dbuf_cache, db);
2794                                 (void) refcount_add_many(&dbuf_cache_size,
2795                                     db->db.db_size, db);
2796                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2797
2798                                 dbuf_evict_notify();
2799                         }
2800
2801                         if (do_arc_evict)
2802                                 arc_freed(spa, &bp);
2803                 }
2804         } else {
2805                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2806         }
2807
2808 }
2809
2810 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2811 uint64_t
2812 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2813 {
2814         return (refcount_count(&db->db_holds));
2815 }
2816
2817 void *
2818 dmu_buf_replace_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *old_user,
2819     dmu_buf_user_t *new_user)
2820 {
2821         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2822
2823         mutex_enter(&db->db_mtx);
2824         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2825         if (db->db_user == old_user)
2826                 db->db_user = new_user;
2827         else
2828                 old_user = db->db_user;
2829         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2830         mutex_exit(&db->db_mtx);
2831
2832         return (old_user);
2833 }
2834
2835 void *
2836 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2837 {
2838         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, NULL, user));
2839 }
2840
2841 void *
2842 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2843 {
2844         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2845
2846         db->db_user_immediate_evict = TRUE;
2847         return (dmu_buf_set_user(db_fake, user));
2848 }
2849
2850 void *
2851 dmu_buf_remove_user(dmu_buf_t *db_fake, dmu_buf_user_t *user)
2852 {
2853         return (dmu_buf_replace_user(db_fake, user, NULL));
2854 }
2855
2856 void *
2857 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2858 {
2859         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2860
2861         dbuf_verify_user(db, DBVU_NOT_EVICTING);
2862         return (db->db_user);
2863 }
2864
2865 void
2866 dmu_buf_user_evict_wait()
2867 {
2868         taskq_wait(dbu_evict_taskq);
2869 }
2870
2871 boolean_t
2872 dmu_buf_freeable(dmu_buf_t *dbuf)
2873 {
2874         boolean_t res = B_FALSE;
2875         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2876
2877         if (db->db_blkptr)
2878                 res = dsl_dataset_block_freeable(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2879                     db->db_blkptr, db->db_blkptr->blk_birth);
2880
2881         return (res);
2882 }
2883
2884 blkptr_t *
2885 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2886 {
2887         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2888         return (dbi->db_blkptr);
2889 }
2890
2891 static void
2892 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2893 {
2894         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2895         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2896
2897         if (db->db_blkptr != NULL)
2898                 return;
2899
2900         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2901                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2902                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2903                 return;
2904         }
2905         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2906                 /*
2907                  * This buffer was allocated at a time when there was
2908                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2909                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2910                  */
2911                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2912                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2913                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2914                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2915                 DBUF_VERIFY(db);
2916         } else {
2917                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2918                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2919
2920                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2921                 if (parent == NULL) {
2922                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2923                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2924                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level + 1,
2925                             db->db_blkid >> epbs, db);
2926                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2927                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2928                         db->db_parent = parent;
2929                 }
2930                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2931                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2932                 DBUF_VERIFY(db);
2933         }
2934 }
2935
2936 static void
2937 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2938 {
2939         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2940         dnode_t *dn;
2941         zio_t *zio;
2942
2943         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2944
2945         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2946
2947         mutex_enter(&db->db_mtx);
2948
2949         ASSERT(db->db_level > 0);
2950         DBUF_VERIFY(db);
2951
2952         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2953         if (db->db_buf == NULL) {
2954                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2955                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2956                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2957         }
2958         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
2959         ASSERT(db->db_buf != NULL);
2960
2961         DB_DNODE_ENTER(db);
2962         dn = DB_DNODE(db);
2963         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
2964         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2965         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2966         DB_DNODE_EXIT(db);
2967
2968         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
2969         db->db_data_pending = dr;
2970
2971         mutex_exit(&db->db_mtx);
2972         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
2973
2974         zio = dr->dr_zio;
2975         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
2976         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, db->db_level - 1, tx);
2977         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
2978         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
2979         zio_nowait(zio);
2980 }
2981
2982 static void
2983 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2984 {
2985         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
2986         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2987         dnode_t *dn;
2988         objset_t *os;
2989         uint64_t txg = tx->tx_txg;
2990
2991         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2992
2993         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2994
2995         mutex_enter(&db->db_mtx);
2996         /*
2997          * To be synced, we must be dirtied.  But we
2998          * might have been freed after the dirty.
2999          */
3000         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
3001                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
3002                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
3003         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
3004                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
3005                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
3006         } else {
3007                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
3008         }
3009         DBUF_VERIFY(db);
3010
3011         DB_DNODE_ENTER(db);
3012         dn = DB_DNODE(db);
3013
3014         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3015                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3016                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
3017                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3018         }
3019
3020         /*
3021          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
3022          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
3023          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
3024          * be called).
3025          */
3026         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
3027                 dbuf_dirty_record_t **drp;
3028
3029                 ASSERT(*datap != NULL);
3030                 ASSERT0(db->db_level);
3031                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
3032                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
3033                 DB_DNODE_EXIT(db);
3034
3035                 if (*datap != db->db.db_data) {
3036                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
3037                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
3038                 }
3039                 db->db_data_pending = NULL;
3040                 drp = &db->db_last_dirty;
3041                 while (*drp != dr)
3042                         drp = &(*drp)->dr_next;
3043                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3044                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3045                 *drp = dr->dr_next;
3046                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
3047                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3048                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3049                 }
3050                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3051                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3052                 db->db_dirtycnt -= 1;
3053                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
3054                 return;
3055         }
3056
3057         os = dn->dn_objset;
3058
3059         /*
3060          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
3061          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
3062          * don't check the dr_override_state until we have returned from
3063          * dbuf_check_blkptr.
3064          */
3065         dbuf_check_blkptr(dn, db);
3066
3067         /*
3068          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
3069          * wait for the synchronous IO to complete.
3070          */
3071         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
3072                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
3073                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
3074                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
3075         }
3076
3077         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
3078             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
3079             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
3080             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
3081             *datap == db->db_buf) {
3082                 /*
3083                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
3084                  * are active holds and db_data still references it),
3085                  * then make a copy before we start the write so that
3086                  * any modifications from the open txg will not leak
3087                  * into this write.
3088                  *
3089                  * NOTE: this copy does not need to be made for
3090                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
3091                  * DNONE_DNODE blocks).
3092                  */
3093                 int blksz = arc_buf_size(*datap);
3094                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
3095                 *datap = arc_alloc_buf(os->os_spa, blksz, db, type);
3096                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, blksz);
3097         }
3098         db->db_data_pending = dr;
3099
3100         mutex_exit(&db->db_mtx);
3101
3102         dbuf_write(dr, *datap, tx);
3103
3104         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3105         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
3106                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
3107                 DB_DNODE_EXIT(db);
3108         } else {
3109                 /*
3110                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
3111                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
3112                  * that the IO could actually be completed before the nowait
3113                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
3114                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
3115                  */
3116                 DB_DNODE_EXIT(db);
3117                 zio_nowait(dr->dr_zio);
3118         }
3119 }
3120
3121 void
3122 dbuf_sync_list(list_t *list, int level, dmu_tx_t *tx)
3123 {
3124         dbuf_dirty_record_t *dr;
3125
3126         while (dr = list_head(list)) {
3127                 if (dr->dr_zio != NULL) {
3128                         /*
3129                          * If we find an already initialized zio then we
3130                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
3131                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
3132                          * during processing, so that we can zio_wait()
3133                          * these IOs after initiating all child IOs.
3134                          */
3135                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
3136                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
3137                         break;
3138                 }
3139                 if (dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
3140                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
3141                         VERIFY3U(dr->dr_dbuf->db_level, ==, level);
3142                 }
3143                 list_remove(list, dr);
3144                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
3145                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
3146                 else
3147                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
3148         }
3149 }
3150
3151 /* ARGSUSED */
3152 static void
3153 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3154 {
3155         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3156         dnode_t *dn;
3157         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
3158         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3159         spa_t *spa = zio->io_spa;
3160         int64_t delta;
3161         uint64_t fill = 0;
3162         int i;
3163
3164         ASSERT3P(db->db_blkptr, !=, NULL);
3165         ASSERT3P(&db->db_data_pending->dr_bp_copy, ==, bp);
3166
3167         DB_DNODE_ENTER(db);
3168         dn = DB_DNODE(db);
3169         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
3170         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
3171         zio->io_prev_space_delta = delta;
3172
3173         if (bp->blk_birth != 0) {
3174                 ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
3175                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
3176                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
3177                     BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype) ||
3178                     BP_IS_EMBEDDED(bp));
3179                 ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
3180         }
3181
3182         mutex_enter(&db->db_mtx);
3183
3184 #ifdef ZFS_DEBUG
3185         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3186                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3187                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(bp)) &&
3188                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3189         }
3190 #endif
3191
3192         if (db->db_level == 0) {
3193                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
3194                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
3195                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3196                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
3197                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
3198
3199                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3200                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
3201                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
3202                             i--, dnp++) {
3203                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
3204                                         fill++;
3205                         }
3206                 } else {
3207                         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
3208                                 fill = 0;
3209                         } else {
3210                                 fill = 1;
3211                         }
3212                 }
3213         } else {
3214                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
3215                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3216                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
3217                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
3218                                 continue;
3219                         fill += BP_GET_FILL(ibp);
3220                 }
3221         }
3222         DB_DNODE_EXIT(db);
3223
3224         if (!BP_IS_EMBEDDED(bp))
3225                 bp->blk_fill = fill;
3226
3227         mutex_exit(&db->db_mtx);
3228
3229         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
3230         *db->db_blkptr = *bp;
3231         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
3232 }
3233
3234 /* ARGSUSED */
3235 /*
3236  * This function gets called just prior to running through the compression
3237  * stage of the zio pipeline. If we're an indirect block comprised of only
3238  * holes, then we want this indirect to be compressed away to a hole. In
3239  * order to do that we must zero out any information about the holes that
3240  * this indirect points to prior to before we try to compress it.
3241  */
3242 static void
3243 dbuf_write_children_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3244 {
3245         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3246         dnode_t *dn;
3247         blkptr_t *bp;
3248         uint64_t i;
3249         int epbs;
3250
3251         ASSERT3U(db->db_level, >, 0);
3252         DB_DNODE_ENTER(db);
3253         dn = DB_DNODE(db);
3254         epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3255
3256         /* Determine if all our children are holes */
3257         for (i = 0, bp = db->db.db_data; i < 1 << epbs; i++, bp++) {
3258                 if (!BP_IS_HOLE(bp))
3259                         break;
3260         }
3261
3262         /*
3263          * If all the children are holes, then zero them all out so that
3264          * we may get compressed away.
3265          */
3266         if (i == 1 << epbs) {
3267                 /* didn't find any non-holes */
3268                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
3269         }
3270         DB_DNODE_EXIT(db);
3271 }
3272
3273 /*
3274  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
3275  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
3276  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
3277  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
3278  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
3279  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
3280  * i/os complete.
3281  */
3282 /* ARGSUSED */
3283 static void
3284 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
3285 {
3286         dmu_buf_impl_t *db = arg;
3287         objset_t *os = db->db_objset;
3288         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
3289         dbuf_dirty_record_t *dr;
3290         int delta = 0;
3291
3292         dr = db->db_data_pending;
3293         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
3294
3295         /*
3296          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
3297          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
3298          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
3299          * dsl_pool_undirty_space().
3300          */
3301         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
3302         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
3303 }
3304
3305 /* ARGSUSED */
3306 static void
3307 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
3308 {
3309         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
3310         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
3311         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
3312         objset_t *os = db->db_objset;
3313         dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
3314         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
3315
3316         ASSERT0(zio->io_error);
3317         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
3318
3319         /*
3320          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
3321          * original and bypass all the accounting.
3322          */
3323         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
3324                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
3325         } else {
3326                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
3327                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
3328                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
3329         }
3330
3331         mutex_enter(&db->db_mtx);
3332
3333         DBUF_VERIFY(db);
3334
3335         drp = &db->db_last_dirty;
3336         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
3337                 drp = &dr->dr_next;
3338         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
3339         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
3340         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
3341         *drp = dr->dr_next;
3342
3343 #ifdef ZFS_DEBUG
3344         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
3345                 dnode_t *dn;
3346
3347                 DB_DNODE_ENTER(db);
3348                 dn = DB_DNODE(db);
3349                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
3350                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
3351                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
3352                 DB_DNODE_EXIT(db);
3353         }
3354 #endif
3355
3356         if (db->db_level == 0) {
3357                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
3358                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
3359                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3360                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
3361                                 arc_buf_destroy(dr->dt.dl.dr_data, db);
3362                 }
3363         } else {
3364                 dnode_t *dn;
3365
3366                 DB_DNODE_ENTER(db);
3367                 dn = DB_DNODE(db);
3368                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
3369                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1 << dn->dn_phys->dn_indblkshift);
3370                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3371                         int epbs =
3372                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
3373                         ASSERT3U(db->db_blkid, <=,
3374                             dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (db->db_level * epbs));
3375                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
3376                             db->db.db_size);
3377                 }
3378                 DB_DNODE_EXIT(db);
3379                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
3380                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
3381         }
3382         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
3383
3384         cv_broadcast(&db->db_changed);
3385         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
3386         db->db_dirtycnt -= 1;
3387         db->db_data_pending = NULL;
3388         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
3389 }
3390
3391 static void
3392 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
3393 {
3394         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
3395 }
3396
3397 static void
3398 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
3399 {
3400         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
3401 }
3402
3403 static void
3404 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
3405 {
3406         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3407         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3408
3409         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
3410 }
3411
3412 static void
3413 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
3414 {
3415         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
3416         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3417         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
3418
3419         mutex_enter(&db->db_mtx);
3420         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
3421                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
3422                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
3423                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
3424         }
3425         mutex_exit(&db->db_mtx);
3426
3427         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
3428 }
3429
3430 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
3431 static void
3432 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
3433 {
3434         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
3435         dnode_t *dn;
3436         objset_t *os;
3437         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
3438         uint64_t txg = tx->tx_txg;
3439         zbookmark_phys_t zb;
3440         zio_prop_t zp;
3441         zio_t *zio;
3442         int wp_flag = 0;
3443
3444         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
3445
3446         DB_DNODE_ENTER(db);
3447         dn = DB_DNODE(db);
3448         os = dn->dn_objset;
3449
3450         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
3451                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
3452                         /*
3453                          * Private object buffers are released here rather
3454                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
3455                          * in the syncing context and we don't want the
3456                          * overhead of making multiple copies of the data.
3457                          */
3458                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
3459                                 arc_buf_thaw(data);
3460                         } else {
3461                                 dbuf_release_bp(db);
3462                         }
3463                 }
3464         }
3465
3466         if (parent != dn->dn_dbuf) {
3467                 /* Our parent is an indirect block. */
3468                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
3469                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
3470                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
3471                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
3472                 /*
3473                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
3474                  * our block pointer, so the parent must be released.
3475                  */
3476                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
3477                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
3478         } else {
3479                 /* Our parent is the dnode itself. */
3480                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
3481                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
3482                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
3483                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
3484                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
3485                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
3486                 zio = dn->dn_zio;
3487         }
3488
3489         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
3490         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
3491         ASSERT(zio);
3492
3493         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
3494             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
3495             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
3496
3497         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
3498                 wp_flag = WP_SPILL;
3499         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
3500
3501         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
3502         DB_DNODE_EXIT(db);
3503
3504         /*
3505          * We copy the blkptr now (rather than when we instantiate the dirty
3506          * record), because its value can change between open context and
3507          * syncing context. We do not need to hold dn_struct_rwlock to read
3508          * db_blkptr because we are in syncing context.
3509          */
3510         dr->dr_bp_copy = *db->db_blkptr;
3511
3512         if (db->db_level == 0 &&
3513             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
3514                 /*
3515                  * The BP for this block has been provided by open context
3516                  * (by dmu_sync() or dmu_buf_write_embedded()).
3517                  */
3518                 void *contents = (data != NULL) ? data->b_data : NULL;
3519
3520                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3521                     &dr->dr_bp_copy, contents, db->db.db_size, &zp,
3522                     dbuf_write_override_ready, NULL, NULL,
3523                     dbuf_write_override_done,
3524                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3525                 mutex_enter(&db->db_mtx);
3526                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
3527                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
3528                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
3529                 mutex_exit(&db->db_mtx);
3530         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
3531                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF ||
3532                     zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_NOPARITY);
3533                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
3534                     &dr->dr_bp_copy, NULL, db->db.db_size, &zp,
3535                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, NULL,
3536                     dbuf_write_nofill_done, db,
3537                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
3538                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
3539         } else {
3540                 ASSERT(arc_released(data));
3541
3542                 /*
3543                  * For indirect blocks, we want to setup the children
3544                  * ready callback so that we can properly handle an indirect
3545                  * block that only contains holes.
3546                  */
3547                 arc_done_func_t *children_ready_cb = NULL;
3548                 if (db->db_level != 0)
3549                         children_ready_cb = dbuf_write_children_ready;
3550
3551                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
3552                     &dr->dr_bp_copy, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
3553                     &zp, dbuf_write_ready, children_ready_cb,
3554                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
3555                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
3556         }
3557 }