]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/dbuf.c
MFC r258632,258704: MFV r255255: 4045 zfs write throttle & i/o scheduler
[FreeBSD/stable/9.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) 2013 by Delphix. All rights reserved.
25  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
26  */
27
28 #include <sys/zfs_context.h>
29 #include <sys/dmu.h>
30 #include <sys/dmu_send.h>
31 #include <sys/dmu_impl.h>
32 #include <sys/dbuf.h>
33 #include <sys/dmu_objset.h>
34 #include <sys/dsl_dataset.h>
35 #include <sys/dsl_dir.h>
36 #include <sys/dmu_tx.h>
37 #include <sys/spa.h>
38 #include <sys/zio.h>
39 #include <sys/dmu_zfetch.h>
40 #include <sys/sa.h>
41 #include <sys/sa_impl.h>
42
43 /*
44  * Number of times that zfs_free_range() took the slow path while doing
45  * a zfs receive.  A nonzero value indicates a potential performance problem.
46  */
47 uint64_t zfs_free_range_recv_miss;
48
49 static void dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db);
50 static boolean_t dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
51 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx);
52
53 /*
54  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
55  */
56 static kmem_cache_t *dbuf_cache;
57
58 /* ARGSUSED */
59 static int
60 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
61 {
62         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
63         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
64
65         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
66         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
67         refcount_create(&db->db_holds);
68         return (0);
69 }
70
71 /* ARGSUSED */
72 static void
73 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
74 {
75         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
76         mutex_destroy(&db->db_mtx);
77         cv_destroy(&db->db_changed);
78         refcount_destroy(&db->db_holds);
79 }
80
81 /*
82  * dbuf hash table routines
83  */
84 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
85
86 static uint64_t dbuf_hash_count;
87
88 static uint64_t
89 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
90 {
91         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
92         uint64_t crc = -1ULL;
93
94         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
95         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
96         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
97         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
98         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
99         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
100         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
101
102         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
103
104         return (crc);
105 }
106
107 #define DBUF_HASH(os, obj, level, blkid) dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
108
109 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
110         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
111         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
112         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
113         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
114
115 dmu_buf_impl_t *
116 dbuf_find(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid)
117 {
118         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
119         objset_t *os = dn->dn_objset;
120         uint64_t obj = dn->dn_object;
121         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
122         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
123         dmu_buf_impl_t *db;
124
125         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
126         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
127                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
128                         mutex_enter(&db->db_mtx);
129                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
130                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
131                                 return (db);
132                         }
133                         mutex_exit(&db->db_mtx);
134                 }
135         }
136         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
137         return (NULL);
138 }
139
140 /*
141  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
142  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
143  * will be returned and the new element will not be inserted.
144  * Otherwise returns NULL.
145  */
146 static dmu_buf_impl_t *
147 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
148 {
149         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
150         objset_t *os = db->db_objset;
151         uint64_t obj = db->db.db_object;
152         int level = db->db_level;
153         uint64_t blkid = db->db_blkid;
154         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
155         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
156         dmu_buf_impl_t *dbf;
157
158         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
159         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
160                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
161                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
162                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
163                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
164                                 return (dbf);
165                         }
166                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
167                 }
168         }
169
170         mutex_enter(&db->db_mtx);
171         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
172         h->hash_table[idx] = db;
173         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
174         atomic_add_64(&dbuf_hash_count, 1);
175
176         return (NULL);
177 }
178
179 /*
180  * Remove an entry from the hash table.  This operation will
181  * fail if there are any existing holds on the db.
182  */
183 static void
184 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
185 {
186         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
187         uint64_t hv = DBUF_HASH(db->db_objset, db->db.db_object,
188             db->db_level, db->db_blkid);
189         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
190         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
191
192         /*
193          * We musn't hold db_mtx to maintin lock ordering:
194          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
195          */
196         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
197         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
198         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
199
200         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
201         dbp = &h->hash_table[idx];
202         while ((dbf = *dbp) != db) {
203                 dbp = &dbf->db_hash_next;
204                 ASSERT(dbf != NULL);
205         }
206         *dbp = db->db_hash_next;
207         db->db_hash_next = NULL;
208         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
209         atomic_add_64(&dbuf_hash_count, -1);
210 }
211
212 static arc_evict_func_t dbuf_do_evict;
213
214 static void
215 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
216 {
217         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
218
219         if (db->db_level != 0 || db->db_evict_func == NULL)
220                 return;
221
222         if (db->db_user_data_ptr_ptr)
223                 *db->db_user_data_ptr_ptr = db->db.db_data;
224         db->db_evict_func(&db->db, db->db_user_ptr);
225         db->db_user_ptr = NULL;
226         db->db_user_data_ptr_ptr = NULL;
227         db->db_evict_func = NULL;
228 }
229
230 boolean_t
231 dbuf_is_metadata(dmu_buf_impl_t *db)
232 {
233         if (db->db_level > 0) {
234                 return (B_TRUE);
235         } else {
236                 boolean_t is_metadata;
237
238                 DB_DNODE_ENTER(db);
239                 is_metadata = DMU_OT_IS_METADATA(DB_DNODE(db)->dn_type);
240                 DB_DNODE_EXIT(db);
241
242                 return (is_metadata);
243         }
244 }
245
246 void
247 dbuf_evict(dmu_buf_impl_t *db)
248 {
249         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
250         ASSERT(db->db_buf == NULL);
251         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
252
253         dbuf_clear(db);
254         dbuf_destroy(db);
255 }
256
257 void
258 dbuf_init(void)
259 {
260         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
261         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
262         int i;
263
264         /*
265          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
266          * with an average 4K block size.  The table will take up
267          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
268          */
269         while (hsize * 4096 < (uint64_t)physmem * PAGESIZE)
270                 hsize <<= 1;
271
272 retry:
273         h->hash_table_mask = hsize - 1;
274         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
275         if (h->hash_table == NULL) {
276                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
277                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
278                 hsize >>= 1;
279                 goto retry;
280         }
281
282         dbuf_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
283             sizeof (dmu_buf_impl_t),
284             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
285
286         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
287                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
288 }
289
290 void
291 dbuf_fini(void)
292 {
293         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
294         int i;
295
296         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
297                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
298         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
299         kmem_cache_destroy(dbuf_cache);
300 }
301
302 /*
303  * Other stuff.
304  */
305
306 #ifdef ZFS_DEBUG
307 static void
308 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
309 {
310         dnode_t *dn;
311         dbuf_dirty_record_t *dr;
312
313         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
314
315         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
316                 return;
317
318         ASSERT(db->db_objset != NULL);
319         DB_DNODE_ENTER(db);
320         dn = DB_DNODE(db);
321         if (dn == NULL) {
322                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
323                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
324         } else {
325                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
326                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
327                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
328                 ASSERT(db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
329                     db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
330                     !list_is_empty(&dn->dn_dbufs));
331         }
332         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
333                 ASSERT(dn != NULL);
334                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
335                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DMU_BONUS_BLKID);
336         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
337                 ASSERT(dn != NULL);
338                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
339                 ASSERT0(db->db.db_offset);
340         } else {
341                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
342         }
343
344         for (dr = db->db_data_pending; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
345                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
346
347         for (dr = db->db_last_dirty; dr != NULL; dr = dr->dr_next)
348                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
349
350         /*
351          * We can't assert that db_size matches dn_datablksz because it
352          * can be momentarily different when another thread is doing
353          * dnode_set_blksz().
354          */
355         if (db->db_level == 0 && db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
356                 dr = db->db_data_pending;
357                 /*
358                  * It should only be modified in syncing context, so
359                  * make sure we only have one copy of the data.
360                  */
361                 ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
362         }
363
364         /* verify db->db_blkptr */
365         if (db->db_blkptr) {
366                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
367                         /* db is pointed to by the dnode */
368                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
369                         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(db->db.db_object))
370                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
371                         else
372                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
373                         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
374                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
375                                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
376                 } else {
377                         /* db is pointed to by an indirect block */
378                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
379                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
380                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
381                             db->db.db_object);
382                         /*
383                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
384                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
385                          * grows.  safe to do this now?
386                          */
387                         if (RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
388                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
389                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
390                                     db->db_blkid % epb));
391                         }
392                 }
393         }
394         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
395             (db->db_buf == NULL || db->db_buf->b_data) &&
396             db->db.db_data && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
397             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
398                 /*
399                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
400                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
401                  * data when we evict this buffer.
402                  */
403                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
404                         uint64_t *buf = db->db.db_data;
405                         int i;
406
407                         for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
408                                 ASSERT(buf[i] == 0);
409                         }
410                 }
411         }
412         DB_DNODE_EXIT(db);
413 }
414 #endif
415
416 static void
417 dbuf_update_data(dmu_buf_impl_t *db)
418 {
419         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
420         if (db->db_level == 0 && db->db_user_data_ptr_ptr) {
421                 ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
422                 *db->db_user_data_ptr_ptr = db->db.db_data;
423         }
424 }
425
426 static void
427 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
428 {
429         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
430         ASSERT(db->db_buf == NULL || !arc_has_callback(db->db_buf));
431         db->db_buf = buf;
432         if (buf != NULL) {
433                 ASSERT(buf->b_data != NULL);
434                 db->db.db_data = buf->b_data;
435                 if (!arc_released(buf))
436                         arc_set_callback(buf, dbuf_do_evict, db);
437                 dbuf_update_data(db);
438         } else {
439                 dbuf_evict_user(db);
440                 db->db.db_data = NULL;
441                 if (db->db_state != DB_NOFILL)
442                         db->db_state = DB_UNCACHED;
443         }
444 }
445
446 /*
447  * Loan out an arc_buf for read.  Return the loaned arc_buf.
448  */
449 arc_buf_t *
450 dbuf_loan_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db)
451 {
452         arc_buf_t *abuf;
453
454         mutex_enter(&db->db_mtx);
455         if (arc_released(db->db_buf) || refcount_count(&db->db_holds) > 1) {
456                 int blksz = db->db.db_size;
457                 spa_t *spa;
458
459                 mutex_exit(&db->db_mtx);
460                 DB_GET_SPA(&spa, db);
461                 abuf = arc_loan_buf(spa, blksz);
462                 bcopy(db->db.db_data, abuf->b_data, blksz);
463         } else {
464                 abuf = db->db_buf;
465                 arc_loan_inuse_buf(abuf, db);
466                 dbuf_set_data(db, NULL);
467                 mutex_exit(&db->db_mtx);
468         }
469         return (abuf);
470 }
471
472 uint64_t
473 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, uint64_t offset)
474 {
475         if (dn->dn_datablkshift) {
476                 return (offset >> dn->dn_datablkshift);
477         } else {
478                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
479                 return (0);
480         }
481 }
482
483 static void
484 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
485 {
486         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
487
488         mutex_enter(&db->db_mtx);
489         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
490         /*
491          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
492          */
493         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
494         ASSERT(db->db_buf == NULL);
495         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
496         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
497                 /* we were freed in flight; disregard any error */
498                 arc_release(buf, db);
499                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
500                 arc_buf_freeze(buf);
501                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
502                 dbuf_set_data(db, buf);
503                 db->db_state = DB_CACHED;
504         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
505                 dbuf_set_data(db, buf);
506                 db->db_state = DB_CACHED;
507         } else {
508                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
509                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
510                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
511                 db->db_state = DB_UNCACHED;
512         }
513         cv_broadcast(&db->db_changed);
514         dbuf_rele_and_unlock(db, NULL);
515 }
516
517 static void
518 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t *flags)
519 {
520         dnode_t *dn;
521         spa_t *spa;
522         zbookmark_t zb;
523         uint32_t aflags = ARC_NOWAIT;
524
525         DB_DNODE_ENTER(db);
526         dn = DB_DNODE(db);
527         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
528         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
529         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
530         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
531         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
532         ASSERT(db->db_buf == NULL);
533
534         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
535                 int bonuslen = MIN(dn->dn_bonuslen, dn->dn_phys->dn_bonuslen);
536
537                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
538                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
539                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
540                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
541                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
542                 if (bonuslen)
543                         bcopy(DN_BONUS(dn->dn_phys), db->db.db_data, bonuslen);
544                 DB_DNODE_EXIT(db);
545                 dbuf_update_data(db);
546                 db->db_state = DB_CACHED;
547                 mutex_exit(&db->db_mtx);
548                 return;
549         }
550
551         /*
552          * Recheck BP_IS_HOLE() after dnode_block_freed() in case dnode_sync()
553          * processes the delete record and clears the bp while we are waiting
554          * for the dn_mtx (resulting in a "no" from block_freed).
555          */
556         if (db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr) ||
557             (db->db_level == 0 && (dnode_block_freed(dn, db->db_blkid) ||
558             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)))) {
559                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
560
561                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa,
562                     db->db.db_size, db, type));
563                 DB_DNODE_EXIT(db);
564                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
565                 db->db_state = DB_CACHED;
566                 *flags |= DB_RF_CACHED;
567                 mutex_exit(&db->db_mtx);
568                 return;
569         }
570
571         spa = dn->dn_objset->os_spa;
572         DB_DNODE_EXIT(db);
573
574         db->db_state = DB_READ;
575         mutex_exit(&db->db_mtx);
576
577         if (DBUF_IS_L2CACHEABLE(db))
578                 aflags |= ARC_L2CACHE;
579         if (DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db))
580                 aflags |= ARC_L2COMPRESS;
581
582         SET_BOOKMARK(&zb, db->db_objset->os_dsl_dataset ?
583             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
584             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
585
586         dbuf_add_ref(db, NULL);
587
588         (void) arc_read(zio, spa, db->db_blkptr,
589             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
590             (*flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
591             &aflags, &zb);
592         if (aflags & ARC_CACHED)
593                 *flags |= DB_RF_CACHED;
594 }
595
596 int
597 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
598 {
599         int err = 0;
600         int havepzio = (zio != NULL);
601         int prefetch;
602         dnode_t *dn;
603
604         /*
605          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
606          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
607          */
608         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
609
610         if (db->db_state == DB_NOFILL)
611                 return (SET_ERROR(EIO));
612
613         DB_DNODE_ENTER(db);
614         dn = DB_DNODE(db);
615         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
616                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
617
618         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
619             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && dn != NULL &&
620             DBUF_IS_CACHEABLE(db);
621
622         mutex_enter(&db->db_mtx);
623         if (db->db_state == DB_CACHED) {
624                 mutex_exit(&db->db_mtx);
625                 if (prefetch)
626                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db.db_offset,
627                             db->db.db_size, TRUE);
628                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
629                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
630                 DB_DNODE_EXIT(db);
631         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
632                 spa_t *spa = dn->dn_objset->os_spa;
633
634                 if (zio == NULL)
635                         zio = zio_root(spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
636                 dbuf_read_impl(db, zio, &flags);
637
638                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
639
640                 if (prefetch)
641                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db.db_offset,
642                             db->db.db_size, flags & DB_RF_CACHED);
643
644                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
645                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
646                 DB_DNODE_EXIT(db);
647
648                 if (!havepzio)
649                         err = zio_wait(zio);
650         } else {
651                 /*
652                  * Another reader came in while the dbuf was in flight
653                  * between UNCACHED and CACHED.  Either a writer will finish
654                  * writing the buffer (sending the dbuf to CACHED) or the
655                  * first reader's request will reach the read_done callback
656                  * and send the dbuf to CACHED.  Otherwise, a failure
657                  * occurred and the dbuf went to UNCACHED.
658                  */
659                 mutex_exit(&db->db_mtx);
660                 if (prefetch)
661                         dmu_zfetch(&dn->dn_zfetch, db->db.db_offset,
662                             db->db.db_size, TRUE);
663                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
664                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
665                 DB_DNODE_EXIT(db);
666
667                 /* Skip the wait per the caller's request. */
668                 mutex_enter(&db->db_mtx);
669                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
670                         while (db->db_state == DB_READ ||
671                             db->db_state == DB_FILL) {
672                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
673                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
674                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
675                         }
676                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
677                                 err = SET_ERROR(EIO);
678                 }
679                 mutex_exit(&db->db_mtx);
680         }
681
682         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
683         return (err);
684 }
685
686 static void
687 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
688 {
689         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
690         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
691         mutex_enter(&db->db_mtx);
692         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
693                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
694         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
695                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
696                 spa_t *spa;
697
698                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
699                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
700                 DB_GET_SPA(&spa, db);
701                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(spa, db->db.db_size, db, type));
702                 db->db_state = DB_FILL;
703         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
704                 dbuf_set_data(db, NULL);
705         } else {
706                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
707         }
708         mutex_exit(&db->db_mtx);
709 }
710
711 /*
712  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of
713  * buffers, that have been modified in a previous transaction
714  * group, before we modify them in the current active group.
715  *
716  * This function is used in two places: when we are dirtying a
717  * buffer for the first time in a txg, and when we are freeing
718  * a range in a dnode that includes this buffer.
719  *
720  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do
721  * not put a hold on the buffer, we just traverse the active
722  * dbuf list for the dnode.
723  */
724 static void
725 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
726 {
727         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
728
729         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
730         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
731         ASSERT(db->db_level == 0);
732         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
733
734         if (dr == NULL ||
735             (dr->dt.dl.dr_data !=
736             ((db->db_blkid  == DMU_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
737                 return;
738
739         /*
740          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
741          * and its referencing the dbuf data, either:
742          *      reset the reference to point to a new copy,
743          * or (if there a no active holders)
744          *      just null out the current db_data pointer.
745          */
746         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
747         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
748                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
749                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
750                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
751                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
752         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
753                 int size = db->db.db_size;
754                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
755                 spa_t *spa;
756
757                 DB_GET_SPA(&spa, db);
758                 dr->dt.dl.dr_data = arc_buf_alloc(spa, size, db, type);
759                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
760         } else {
761                 dbuf_set_data(db, NULL);
762         }
763 }
764
765 void
766 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
767 {
768         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
769         blkptr_t *bp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
770         uint64_t txg = dr->dr_txg;
771
772         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
773         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
774         ASSERT(db->db_level == 0);
775
776         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
777             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
778                 return;
779
780         ASSERT(db->db_data_pending != dr);
781
782         /* free this block */
783         if (!BP_IS_HOLE(bp) && !dr->dt.dl.dr_nopwrite) {
784                 spa_t *spa;
785
786                 DB_GET_SPA(&spa, db);
787                 zio_free(spa, txg, bp);
788         }
789         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
790         dr->dt.dl.dr_nopwrite = B_FALSE;
791
792         /*
793          * Release the already-written buffer, so we leave it in
794          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
795          * modifying the buffer, so they will immediately do
796          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
797          * the buf thawed to save the effort of freezing &
798          * immediately re-thawing it.
799          */
800         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
801 }
802
803 /*
804  * Evict (if its unreferenced) or clear (if its referenced) any level-0
805  * data blocks in the free range, so that any future readers will find
806  * empty blocks.  Also, if we happen across any level-1 dbufs in the
807  * range that have not already been marked dirty, mark them dirty so
808  * they stay in memory.
809  *
810  * This is a no-op if the dataset is in the middle of an incremental
811  * receive; see comment below for details.
812  */
813 void
814 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t start, uint64_t end, dmu_tx_t *tx)
815 {
816         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
817         uint64_t txg = tx->tx_txg;
818         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
819         uint64_t first_l1 = start >> epbs;
820         uint64_t last_l1 = end >> epbs;
821
822         if (end > dn->dn_maxblkid && (end != DMU_SPILL_BLKID)) {
823                 end = dn->dn_maxblkid;
824                 last_l1 = end >> epbs;
825         }
826         dprintf_dnode(dn, "start=%llu end=%llu\n", start, end);
827
828         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
829         if (start >= dn->dn_unlisted_l0_blkid * dn->dn_datablksz) {
830                 /* There can't be any dbufs in this range; no need to search. */
831                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
832                 return;
833         } else if (dmu_objset_is_receiving(dn->dn_objset)) {
834                 /*
835                  * If we are receiving, we expect there to be no dbufs in
836                  * the range to be freed, because receive modifies each
837                  * block at most once, and in offset order.  If this is
838                  * not the case, it can lead to performance problems,
839                  * so note that we unexpectedly took the slow path.
840                  */
841                 atomic_inc_64(&zfs_free_range_recv_miss);
842         }
843
844         for (db = list_head(&dn->dn_dbufs); db != NULL; db = db_next) {
845                 db_next = list_next(&dn->dn_dbufs, db);
846                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
847
848                 if (db->db_level == 1 &&
849                     db->db_blkid >= first_l1 && db->db_blkid <= last_l1) {
850                         mutex_enter(&db->db_mtx);
851                         if (db->db_last_dirty &&
852                             db->db_last_dirty->dr_txg < txg) {
853                                 dbuf_add_ref(db, FTAG);
854                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
855                                 dbuf_will_dirty(db, tx);
856                                 dbuf_rele(db, FTAG);
857                         } else {
858                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
859                         }
860                 }
861
862                 if (db->db_level != 0)
863                         continue;
864                 dprintf_dbuf(db, "found buf %s\n", "");
865                 if (db->db_blkid < start || db->db_blkid > end)
866                         continue;
867
868                 /* found a level 0 buffer in the range */
869                 mutex_enter(&db->db_mtx);
870                 if (dbuf_undirty(db, tx)) {
871                         /* mutex has been dropped and dbuf destroyed */
872                         continue;
873                 }
874
875                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
876                     db->db_state == DB_NOFILL ||
877                     db->db_state == DB_EVICTING) {
878                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
879                         mutex_exit(&db->db_mtx);
880                         continue;
881                 }
882                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
883                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
884                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
885                         mutex_exit(&db->db_mtx);
886                         continue;
887                 }
888                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
889                         ASSERT(db->db_buf);
890                         dbuf_clear(db);
891                         continue;
892                 }
893                 /* The dbuf is referenced */
894
895                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
896                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
897
898                         if (dr->dr_txg == txg) {
899                                 /*
900                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
901                                  * size to reflect that this buffer may
902                                  * contain new data when we sync.
903                                  */
904                                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
905                                     db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
906                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
907                                 dbuf_unoverride(dr);
908                         } else {
909                                 /*
910                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
911                                  * Either uncache it (if its not referenced in
912                                  * the open context) or reset its contents to
913                                  * empty.
914                                  */
915                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
916                         }
917                 }
918                 /* clear the contents if its cached */
919                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
920                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
921                         arc_release(db->db_buf, db);
922                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
923                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
924                 }
925
926                 mutex_exit(&db->db_mtx);
927         }
928         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
929 }
930
931 static int
932 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
933 {
934         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
935         uint64_t birth_txg = 0;
936
937         /*
938          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
939          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
940          * so we'll ignore db_blkptr.
941          */
942         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
943         if (db->db_last_dirty)
944                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
945         else if (db->db_blkptr)
946                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
947
948         /*
949          * If we don't exist or are in a snapshot, we can't be freed.
950          * Don't pass the bp to dsl_dataset_block_freeable() since we
951          * are holding the db_mtx lock and might deadlock if we are
952          * prefetching a dedup-ed block.
953          */
954         if (birth_txg)
955                 return (ds == NULL ||
956                     dsl_dataset_block_freeable(ds, NULL, birth_txg));
957         else
958                 return (FALSE);
959 }
960
961 void
962 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
963 {
964         arc_buf_t *buf, *obuf;
965         int osize = db->db.db_size;
966         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
967         dnode_t *dn;
968
969         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
970
971         DB_DNODE_ENTER(db);
972         dn = DB_DNODE(db);
973
974         /* XXX does *this* func really need the lock? */
975         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
976
977         /*
978          * This call to dbuf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
979          * is OK, because there can be no other references to the db
980          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
981          * be happening.
982          */
983         /*
984          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
985          * value and returning that up to our callers
986          */
987         dbuf_will_dirty(db, tx);
988
989         /* create the data buffer for the new block */
990         buf = arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa, size, db, type);
991
992         /* copy old block data to the new block */
993         obuf = db->db_buf;
994         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
995         /* zero the remainder */
996         if (size > osize)
997                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
998
999         mutex_enter(&db->db_mtx);
1000         dbuf_set_data(db, buf);
1001         VERIFY(arc_buf_remove_ref(obuf, db));
1002         db->db.db_size = size;
1003
1004         if (db->db_level == 0) {
1005                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1006                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
1007         }
1008         mutex_exit(&db->db_mtx);
1009
1010         dnode_willuse_space(dn, size-osize, tx);
1011         DB_DNODE_EXIT(db);
1012 }
1013
1014 void
1015 dbuf_release_bp(dmu_buf_impl_t *db)
1016 {
1017         objset_t *os;
1018
1019         DB_GET_OBJSET(&os, db);
1020         ASSERT(dsl_pool_sync_context(dmu_objset_pool(os)));
1021         ASSERT(arc_released(os->os_phys_buf) ||
1022             list_link_active(&os->os_dsl_dataset->ds_synced_link));
1023         ASSERT(db->db_parent == NULL || arc_released(db->db_parent->db_buf));
1024
1025         (void) arc_release(db->db_buf, db);
1026 }
1027
1028 dbuf_dirty_record_t *
1029 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1030 {
1031         dnode_t *dn;
1032         objset_t *os;
1033         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
1034         int drop_struct_lock = FALSE;
1035         boolean_t do_free_accounting = B_FALSE;
1036         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1037
1038         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1039         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1040         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
1041
1042         DB_DNODE_ENTER(db);
1043         dn = DB_DNODE(db);
1044         /*
1045          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
1046          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
1047          * were already pre-dirtied in open context.
1048          */
1049         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
1050             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
1051             DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1052             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL);
1053         /*
1054          * We make this assert for private objects as well, but after we
1055          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
1056          * in syncing context.
1057          */
1058         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1059             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1060             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1061
1062         mutex_enter(&db->db_mtx);
1063         /*
1064          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
1065          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
1066          * syncing context don't bother holding ahead.
1067          */
1068         ASSERT(db->db_level != 0 ||
1069             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL ||
1070             db->db_state == DB_NOFILL);
1071
1072         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1073         /*
1074          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
1075          * initialize the objset.
1076          */
1077         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED &&
1078             !BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
1079                 dn->dn_dirtyctx =
1080                     (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
1081                 ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
1082                 dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
1083         }
1084         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1085
1086         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1087                 dn->dn_have_spill = B_TRUE;
1088
1089         /*
1090          * If this buffer is already dirty, we're done.
1091          */
1092         drp = &db->db_last_dirty;
1093         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
1094             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1095         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
1096                 drp = &dr->dr_next;
1097         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1098                 DB_DNODE_EXIT(db);
1099
1100                 if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1101                         /*
1102                          * If this buffer has already been written out,
1103                          * we now need to reset its state.
1104                          */
1105                         dbuf_unoverride(dr);
1106                         if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1107                             db->db_state != DB_NOFILL)
1108                                 arc_buf_thaw(db->db_buf);
1109                 }
1110                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1111                 return (dr);
1112         }
1113
1114         /*
1115          * Only valid if not already dirty.
1116          */
1117         ASSERT(dn->dn_object == 0 ||
1118             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
1119             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
1120
1121         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
1122         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
1123             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
1124             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
1125             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
1126             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
1127
1128         /*
1129          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
1130          * mos or we're initializing the os or it's a special object.
1131          * However, we are allowed to dirty in syncing context provided
1132          * we already dirtied it in open context.  Hence we must make
1133          * this assertion only if we're not already dirty.
1134          */
1135         os = dn->dn_objset;
1136         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) || DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) ||
1137             os->os_dsl_dataset == NULL || BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
1138         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1139
1140         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1141
1142         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1143                 /*
1144                  * Update the accounting.
1145                  * Note: we delay "free accounting" until after we drop
1146                  * the db_mtx.  This keeps us from grabbing other locks
1147                  * (and possibly deadlocking) in bp_get_dsize() while
1148                  * also holding the db_mtx.
1149                  */
1150                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
1151                 do_free_accounting = dbuf_block_freeable(db);
1152         }
1153
1154         /*
1155          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
1156          * to make a copy of it so that the changes we make in this
1157          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
1158          */
1159         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
1160         if (db->db_level == 0) {
1161                 void *data_old = db->db_buf;
1162
1163                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1164                         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1165                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1166                                 data_old = db->db.db_data;
1167                         } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1168                                 /*
1169                                  * Release the data buffer from the cache so
1170                                  * that we can modify it without impacting
1171                                  * possible other users of this cached data
1172                                  * block.  Note that indirect blocks and
1173                                  * private objects are not released until the
1174                                  * syncing state (since they are only modified
1175                                  * then).
1176                                  */
1177                                 arc_release(db->db_buf, db);
1178                                 dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1179                                 data_old = db->db_buf;
1180                         }
1181                         ASSERT(data_old != NULL);
1182                 }
1183                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1184         } else {
1185                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1186                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1187                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1188                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1189         }
1190         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && os->os_dsl_dataset != NULL)
1191                 dr->dr_accounted = db->db.db_size;
1192         dr->dr_dbuf = db;
1193         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1194         dr->dr_next = *drp;
1195         *drp = dr;
1196
1197         /*
1198          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1199          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1200          * happened after the free.
1201          */
1202         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1203             db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1204                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1205                 dnode_clear_range(dn, db->db_blkid, 1, tx);
1206                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1207                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1208         }
1209
1210         /*
1211          * This buffer is now part of this txg
1212          */
1213         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1214         db->db_dirtycnt += 1;
1215         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1216
1217         mutex_exit(&db->db_mtx);
1218
1219         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID ||
1220             db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1221                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1222                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1223                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1224                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1225                 dnode_setdirty(dn, tx);
1226                 DB_DNODE_EXIT(db);
1227                 return (dr);
1228         } else if (do_free_accounting) {
1229                 blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
1230                 int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
1231                     bp_get_dsize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
1232                 /*
1233                  * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
1234                  * in a previous txg, we don't know how much
1235                  * space it will use on disk yet.  We should
1236                  * really have the struct_rwlock to access
1237                  * db_blkptr, but since this is just a guess,
1238                  * it's OK if we get an odd answer.
1239                  */
1240                 ddt_prefetch(os->os_spa, bp);
1241                 dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
1242         }
1243
1244         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1245                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1246                 drop_struct_lock = TRUE;
1247         }
1248
1249         if (db->db_level == 0) {
1250                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx, drop_struct_lock);
1251                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1252         }
1253
1254         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1255                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1256                 dbuf_dirty_record_t *di;
1257                 int parent_held = FALSE;
1258
1259                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1260                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1261
1262                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1263                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1264                         ASSERT(parent != NULL);
1265                         parent_held = TRUE;
1266                 }
1267                 if (drop_struct_lock)
1268                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1269                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1270                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1271                 if (parent_held)
1272                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1273
1274                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1275                 /*
1276                  * Since we've dropped the mutex, it's possible that
1277                  * dbuf_undirty() might have changed this out from under us.
1278                  */
1279                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1280                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1281                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1282                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1283                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1284                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1285                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1286                         dr->dr_parent = di;
1287                 }
1288                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1289         } else {
1290                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1291                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1292                 ASSERT(db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1293                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1294                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1295                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1296                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1297                 if (drop_struct_lock)
1298                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1299         }
1300
1301         dnode_setdirty(dn, tx);
1302         DB_DNODE_EXIT(db);
1303         return (dr);
1304 }
1305
1306 /*
1307  * Undirty a buffer in the transaction group referenced by the given
1308  * transaction.  Return whether this evicted the dbuf.
1309  */
1310 static boolean_t
1311 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1312 {
1313         dnode_t *dn;
1314         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1315         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1316
1317         ASSERT(txg != 0);
1318         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1319         ASSERT0(db->db_level);
1320         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1321
1322         /*
1323          * If this buffer is not dirty, we're done.
1324          */
1325         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1326                 if (dr->dr_txg <= txg)
1327                         break;
1328         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg)
1329                 return (B_FALSE);
1330         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1331         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
1332
1333         DB_DNODE_ENTER(db);
1334         dn = DB_DNODE(db);
1335
1336         /*
1337          * Note:  This code will probably work even if there are concurrent
1338          * holders, but it is untested in that scenerio, as the ZPL and
1339          * ztest have additional locking (the range locks) that prevents
1340          * that type of concurrent access.
1341          */
1342         ASSERT3U(refcount_count(&db->db_holds), ==, db->db_dirtycnt);
1343
1344         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1345
1346         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1347
1348         /*
1349          * Any space we accounted for in dp_dirty_* will be cleaned up by
1350          * dsl_pool_sync().  This is relatively rare so the discrepancy
1351          * is not a big deal.
1352          */
1353
1354         *drp = dr->dr_next;
1355
1356         /*
1357          * Note that there are three places in dbuf_dirty()
1358          * where this dirty record may be put on a list.
1359          * Make sure to do a list_remove corresponding to
1360          * every one of those list_insert calls.
1361          */
1362         if (dr->dr_parent) {
1363                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1364                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1365                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1366         } else if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID ||
1367             db->db_level+1 == dn->dn_nlevels) {
1368                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf);
1369                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1370                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1371                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1372         }
1373         DB_DNODE_EXIT(db);
1374
1375         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
1376                 dbuf_unoverride(dr);
1377
1378                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1379                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1380                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1381                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data, db));
1382         }
1383         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1384
1385         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1386         db->db_dirtycnt -= 1;
1387
1388         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1389                 arc_buf_t *buf = db->db_buf;
1390
1391                 ASSERT(db->db_state == DB_NOFILL || arc_released(buf));
1392                 dbuf_set_data(db, NULL);
1393                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
1394                 dbuf_evict(db);
1395                 return (B_TRUE);
1396         }
1397
1398         return (B_FALSE);
1399 }
1400
1401 #pragma weak dmu_buf_will_dirty = dbuf_will_dirty
1402 void
1403 dbuf_will_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1404 {
1405         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1406
1407         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1408         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1409
1410         DB_DNODE_ENTER(db);
1411         if (RW_WRITE_HELD(&DB_DNODE(db)->dn_struct_rwlock))
1412                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1413         DB_DNODE_EXIT(db);
1414         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1415         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1416 }
1417
1418 void
1419 dmu_buf_will_not_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1420 {
1421         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1422
1423         db->db_state = DB_NOFILL;
1424
1425         dmu_buf_will_fill(db_fake, tx);
1426 }
1427
1428 void
1429 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1430 {
1431         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1432
1433         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1434         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1435         ASSERT(db->db_level == 0);
1436         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1437
1438         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1439             dmu_tx_private_ok(tx));
1440
1441         dbuf_noread(db);
1442         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1443 }
1444
1445 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1446 /* ARGSUSED */
1447 void
1448 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1449 {
1450         mutex_enter(&db->db_mtx);
1451         DBUF_VERIFY(db);
1452
1453         if (db->db_state == DB_FILL) {
1454                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1455                         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1456                         /* we were freed while filling */
1457                         /* XXX dbuf_undirty? */
1458                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1459                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1460                 }
1461                 db->db_state = DB_CACHED;
1462                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1463         }
1464         mutex_exit(&db->db_mtx);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Directly assign a provided arc buf to a given dbuf if it's not referenced
1469  * by anybody except our caller. Otherwise copy arcbuf's contents to dbuf.
1470  */
1471 void
1472 dbuf_assign_arcbuf(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf, dmu_tx_t *tx)
1473 {
1474         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1475         ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1476         ASSERT(db->db_level == 0);
1477         ASSERT(DBUF_GET_BUFC_TYPE(db) == ARC_BUFC_DATA);
1478         ASSERT(buf != NULL);
1479         ASSERT(arc_buf_size(buf) == db->db.db_size);
1480         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1481
1482         arc_return_buf(buf, db);
1483         ASSERT(arc_released(buf));
1484
1485         mutex_enter(&db->db_mtx);
1486
1487         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
1488                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1489
1490         ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_UNCACHED);
1491
1492         if (db->db_state == DB_CACHED &&
1493             refcount_count(&db->db_holds) - 1 > db->db_dirtycnt) {
1494                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1495                 (void) dbuf_dirty(db, tx);
1496                 bcopy(buf->b_data, db->db.db_data, db->db.db_size);
1497                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
1498                 xuio_stat_wbuf_copied();
1499                 return;
1500         }
1501
1502         xuio_stat_wbuf_nocopy();
1503         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1504                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
1505
1506                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1507                 if (dr != NULL && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
1508                         ASSERT(dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
1509                         if (!arc_released(db->db_buf)) {
1510                                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state ==
1511                                     DR_OVERRIDDEN);
1512                                 arc_release(db->db_buf, db);
1513                         }
1514                         dr->dt.dl.dr_data = buf;
1515                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
1516                 } else if (dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf) {
1517                         arc_release(db->db_buf, db);
1518                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
1519                 }
1520                 db->db_buf = NULL;
1521         }
1522         ASSERT(db->db_buf == NULL);
1523         dbuf_set_data(db, buf);
1524         db->db_state = DB_FILL;
1525         mutex_exit(&db->db_mtx);
1526         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1527         dbuf_fill_done(db, tx);
1528 }
1529
1530 /*
1531  * "Clear" the contents of this dbuf.  This will mark the dbuf
1532  * EVICTING and clear *most* of its references.  Unfortunately,
1533  * when we are not holding the dn_dbufs_mtx, we can't clear the
1534  * entry in the dn_dbufs list.  We have to wait until dbuf_destroy()
1535  * in this case.  For callers from the DMU we will usually see:
1536  *      dbuf_clear()->arc_buf_evict()->dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1537  * For the arc callback, we will usually see:
1538  *      dbuf_do_evict()->dbuf_clear();dbuf_destroy()
1539  * Sometimes, though, we will get a mix of these two:
1540  *      DMU: dbuf_clear()->arc_buf_evict()
1541  *      ARC: dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1542  */
1543 void
1544 dbuf_clear(dmu_buf_impl_t *db)
1545 {
1546         dnode_t *dn;
1547         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1548         dmu_buf_impl_t *dndb;
1549         int dbuf_gone = FALSE;
1550
1551         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1552         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1553
1554         dbuf_evict_user(db);
1555
1556         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1557                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1558                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1559                         zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1560                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
1561                 }
1562                 db->db.db_data = NULL;
1563                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1564         }
1565
1566         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
1567         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1568
1569         db->db_state = DB_EVICTING;
1570         db->db_blkptr = NULL;
1571
1572         DB_DNODE_ENTER(db);
1573         dn = DB_DNODE(db);
1574         dndb = dn->dn_dbuf;
1575         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID && MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx)) {
1576                 list_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1577                 (void) atomic_dec_32_nv(&dn->dn_dbufs_count);
1578                 membar_producer();
1579                 DB_DNODE_EXIT(db);
1580                 /*
1581                  * Decrementing the dbuf count means that the hold corresponding
1582                  * to the removed dbuf is no longer discounted in dnode_move(),
1583                  * so the dnode cannot be moved until after we release the hold.
1584                  * The membar_producer() ensures visibility of the decremented
1585                  * value in dnode_move(), since DB_DNODE_EXIT doesn't actually
1586                  * release any lock.
1587                  */
1588                 dnode_rele(dn, db);
1589                 db->db_dnode_handle = NULL;
1590         } else {
1591                 DB_DNODE_EXIT(db);
1592         }
1593
1594         if (db->db_buf)
1595                 dbuf_gone = arc_buf_evict(db->db_buf);
1596
1597         if (!dbuf_gone)
1598                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1599
1600         /*
1601          * If this dbuf is referenced from an indirect dbuf,
1602          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
1603          */
1604         if (parent && parent != dndb)
1605                 dbuf_rele(parent, db);
1606 }
1607
1608 static int
1609 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
1610     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
1611 {
1612         int nlevels, epbs;
1613
1614         *parentp = NULL;
1615         *bpp = NULL;
1616
1617         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1618
1619         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1620                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1621                 if (dn->dn_have_spill &&
1622                     (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR))
1623                         *bpp = &dn->dn_phys->dn_spill;
1624                 else
1625                         *bpp = NULL;
1626                 dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1627                 *parentp = dn->dn_dbuf;
1628                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1629                 return (0);
1630         }
1631
1632         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0)
1633                 nlevels = 1;
1634         else
1635                 nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1636
1637         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1638
1639         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
1640         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1641         if (level >= nlevels ||
1642             (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
1643                 /* the buffer has no parent yet */
1644                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1645         } else if (level < nlevels-1) {
1646                 /* this block is referenced from an indirect block */
1647                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
1648                     blkid >> epbs, fail_sparse, NULL, parentp);
1649                 if (err)
1650                         return (err);
1651                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
1652                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
1653                 if (err) {
1654                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
1655                         *parentp = NULL;
1656                         return (err);
1657                 }
1658                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
1659                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
1660                 return (0);
1661         } else {
1662                 /* the block is referenced from the dnode */
1663                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
1664                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
1665                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
1666                 if (dn->dn_dbuf) {
1667                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1668                         *parentp = dn->dn_dbuf;
1669                 }
1670                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
1671                 return (0);
1672         }
1673 }
1674
1675 static dmu_buf_impl_t *
1676 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
1677     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
1678 {
1679         objset_t *os = dn->dn_objset;
1680         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
1681
1682         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1683         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
1684
1685         db = kmem_cache_alloc(dbuf_cache, KM_SLEEP);
1686
1687         db->db_objset = os;
1688         db->db.db_object = dn->dn_object;
1689         db->db_level = level;
1690         db->db_blkid = blkid;
1691         db->db_last_dirty = NULL;
1692         db->db_dirtycnt = 0;
1693         db->db_dnode_handle = dn->dn_handle;
1694         db->db_parent = parent;
1695         db->db_blkptr = blkptr;
1696
1697         db->db_user_ptr = NULL;
1698         db->db_user_data_ptr_ptr = NULL;
1699         db->db_evict_func = NULL;
1700         db->db_immediate_evict = 0;
1701         db->db_freed_in_flight = 0;
1702
1703         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
1704                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
1705                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
1706                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
1707                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
1708                 db->db.db_offset = DMU_BONUS_BLKID;
1709                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1710                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
1711                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1712                 return (db);
1713         } else if (blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
1714                 db->db.db_size = (blkptr != NULL) ?
1715                     BP_GET_LSIZE(blkptr) : SPA_MINBLOCKSIZE;
1716                 db->db.db_offset = 0;
1717         } else {
1718                 int blocksize =
1719                     db->db_level ? 1 << dn->dn_indblkshift : dn->dn_datablksz;
1720                 db->db.db_size = blocksize;
1721                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
1722         }
1723
1724         /*
1725          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
1726          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
1727          * This prevents a possible deadlock with someone
1728          * trying to look up this dbuf before its added to the
1729          * dn_dbufs list.
1730          */
1731         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1732         db->db_state = DB_EVICTING;
1733         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
1734                 /* someone else inserted it first */
1735                 kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
1736                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1737                 return (odb);
1738         }
1739         list_insert_head(&dn->dn_dbufs, db);
1740         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid >=
1741             dn->dn_unlisted_l0_blkid)
1742                 dn->dn_unlisted_l0_blkid = db->db_blkid + 1;
1743         db->db_state = DB_UNCACHED;
1744         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1745         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1746
1747         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
1748                 dbuf_add_ref(parent, db);
1749
1750         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1751             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
1752         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
1753         (void) atomic_inc_32_nv(&dn->dn_dbufs_count);
1754
1755         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
1756
1757         return (db);
1758 }
1759
1760 static int
1761 dbuf_do_evict(void *private)
1762 {
1763         arc_buf_t *buf = private;
1764         dmu_buf_impl_t *db = buf->b_private;
1765
1766         if (!MUTEX_HELD(&db->db_mtx))
1767                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1768
1769         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1770
1771         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
1772                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED);
1773                 DBUF_VERIFY(db);
1774                 db->db_buf = NULL;
1775                 dbuf_evict(db);
1776         } else {
1777                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1778                 dbuf_destroy(db);
1779         }
1780         return (0);
1781 }
1782
1783 static void
1784 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
1785 {
1786         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1787
1788         if (db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID) {
1789                 /*
1790                  * If this dbuf is still on the dn_dbufs list,
1791                  * remove it from that list.
1792                  */
1793                 if (db->db_dnode_handle != NULL) {
1794                         dnode_t *dn;
1795
1796                         DB_DNODE_ENTER(db);
1797                         dn = DB_DNODE(db);
1798                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1799                         list_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1800                         (void) atomic_dec_32_nv(&dn->dn_dbufs_count);
1801                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1802                         DB_DNODE_EXIT(db);
1803                         /*
1804                          * Decrementing the dbuf count means that the hold
1805                          * corresponding to the removed dbuf is no longer
1806                          * discounted in dnode_move(), so the dnode cannot be
1807                          * moved until after we release the hold.
1808                          */
1809                         dnode_rele(dn, db);
1810                         db->db_dnode_handle = NULL;
1811                 }
1812                 dbuf_hash_remove(db);
1813         }
1814         db->db_parent = NULL;
1815         db->db_buf = NULL;
1816
1817         ASSERT(!list_link_active(&db->db_link));
1818         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1819         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
1820         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
1821         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1822
1823         kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
1824         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t), ARC_SPACE_OTHER);
1825 }
1826
1827 void
1828 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, uint64_t blkid, zio_priority_t prio)
1829 {
1830         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1831         blkptr_t *bp = NULL;
1832
1833         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1834         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1835
1836         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
1837                 return;
1838
1839         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
1840         if (db = dbuf_find(dn, 0, blkid)) {
1841                 /*
1842                  * This dbuf is already in the cache.  We assume that
1843                  * it is already CACHED, or else about to be either
1844                  * read or filled.
1845                  */
1846                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1847                 return;
1848         }
1849
1850         if (dbuf_findbp(dn, 0, blkid, TRUE, &db, &bp) == 0) {
1851                 if (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) {
1852                         dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
1853                         uint32_t aflags = ARC_NOWAIT | ARC_PREFETCH;
1854                         zbookmark_t zb;
1855
1856                         SET_BOOKMARK(&zb, ds ? ds->ds_object : DMU_META_OBJSET,
1857                             dn->dn_object, 0, blkid);
1858
1859                         (void) arc_read(NULL, dn->dn_objset->os_spa,
1860                             bp, NULL, NULL, prio,
1861                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
1862                             &aflags, &zb);
1863                 }
1864                 if (db)
1865                         dbuf_rele(db, NULL);
1866         }
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
1871  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
1872  */
1873 int
1874 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
1875     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
1876 {
1877         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
1878
1879         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1880         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1881         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
1882
1883         *dbp = NULL;
1884 top:
1885         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
1886         db = dbuf_find(dn, level, blkid);
1887
1888         if (db == NULL) {
1889                 blkptr_t *bp = NULL;
1890                 int err;
1891
1892                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
1893                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
1894                 if (fail_sparse) {
1895                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
1896                                 err = SET_ERROR(ENOENT);
1897                         if (err) {
1898                                 if (parent)
1899                                         dbuf_rele(parent, NULL);
1900                                 return (err);
1901                         }
1902                 }
1903                 if (err && err != ENOENT)
1904                         return (err);
1905                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
1906         }
1907
1908         if (db->db_buf && refcount_is_zero(&db->db_holds)) {
1909                 arc_buf_add_ref(db->db_buf, db);
1910                 if (db->db_buf->b_data == NULL) {
1911                         dbuf_clear(db);
1912                         if (parent) {
1913                                 dbuf_rele(parent, NULL);
1914                                 parent = NULL;
1915                         }
1916                         goto top;
1917                 }
1918                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
1919         }
1920
1921         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
1922
1923         /*
1924          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
1925          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
1926          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
1927          */
1928         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1929             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1930             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
1931                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
1932
1933                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
1934                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1935
1936                         dbuf_set_data(db,
1937                             arc_buf_alloc(dn->dn_objset->os_spa,
1938                             db->db.db_size, db, type));
1939                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
1940                             db->db.db_size);
1941                 }
1942         }
1943
1944         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
1945         dbuf_update_data(db);
1946         DBUF_VERIFY(db);
1947         mutex_exit(&db->db_mtx);
1948
1949         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
1950         if (parent)
1951                 dbuf_rele(parent, NULL);
1952
1953         ASSERT3P(DB_DNODE(db), ==, dn);
1954         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
1955         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
1956         *dbp = db;
1957
1958         return (0);
1959 }
1960
1961 dmu_buf_impl_t *
1962 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
1963 {
1964         dmu_buf_impl_t *db;
1965         int err = dbuf_hold_impl(dn, 0, blkid, FALSE, tag, &db);
1966         return (err ? NULL : db);
1967 }
1968
1969 dmu_buf_impl_t *
1970 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
1971 {
1972         dmu_buf_impl_t *db;
1973         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, tag, &db);
1974         return (err ? NULL : db);
1975 }
1976
1977 void
1978 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
1979 {
1980         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1981
1982         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
1983         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DMU_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
1984 }
1985
1986 int
1987 dbuf_spill_set_blksz(dmu_buf_t *db_fake, uint64_t blksz, dmu_tx_t *tx)
1988 {
1989         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1990         dnode_t *dn;
1991
1992         if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
1993                 return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1994         if (blksz == 0)
1995                 blksz = SPA_MINBLOCKSIZE;
1996         if (blksz > SPA_MAXBLOCKSIZE)
1997                 blksz = SPA_MAXBLOCKSIZE;
1998         else
1999                 blksz = P2ROUNDUP(blksz, SPA_MINBLOCKSIZE);
2000
2001         DB_DNODE_ENTER(db);
2002         dn = DB_DNODE(db);
2003         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2004         dbuf_new_size(db, blksz, tx);
2005         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2006         DB_DNODE_EXIT(db);
2007
2008         return (0);
2009 }
2010
2011 void
2012 dbuf_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
2013 {
2014         dbuf_free_range(dn, DMU_SPILL_BLKID, DMU_SPILL_BLKID, tx);
2015 }
2016
2017 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
2018 void
2019 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2020 {
2021         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
2022         ASSERT(holds > 1);
2023 }
2024
2025 /*
2026  * If you call dbuf_rele() you had better not be referencing the dnode handle
2027  * unless you have some other direct or indirect hold on the dnode. (An indirect
2028  * hold is a hold on one of the dnode's dbufs, including the bonus buffer.)
2029  * Without that, the dbuf_rele() could lead to a dnode_rele() followed by the
2030  * dnode's parent dbuf evicting its dnode handles.
2031  */
2032 #pragma weak dmu_buf_rele = dbuf_rele
2033 void
2034 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2035 {
2036         mutex_enter(&db->db_mtx);
2037         dbuf_rele_and_unlock(db, tag);
2038 }
2039
2040 /*
2041  * dbuf_rele() for an already-locked dbuf.  This is necessary to allow
2042  * db_dirtycnt and db_holds to be updated atomically.
2043  */
2044 void
2045 dbuf_rele_and_unlock(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
2046 {
2047         int64_t holds;
2048
2049         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2050         DBUF_VERIFY(db);
2051
2052         /*
2053          * Remove the reference to the dbuf before removing its hold on the
2054          * dnode so we can guarantee in dnode_move() that a referenced bonus
2055          * buffer has a corresponding dnode hold.
2056          */
2057         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
2058         ASSERT(holds >= 0);
2059
2060         /*
2061          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
2062          * may be modified in the current syncing context.
2063          */
2064         if (db->db_buf && holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0))
2065                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
2066
2067         if (holds == db->db_dirtycnt &&
2068             db->db_level == 0 && db->db_immediate_evict)
2069                 dbuf_evict_user(db);
2070
2071         if (holds == 0) {
2072                 if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2073                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2074
2075                         /*
2076                          * If the dnode moves here, we cannot cross this barrier
2077                          * until the move completes.
2078                          */
2079                         DB_DNODE_ENTER(db);
2080                         (void) atomic_dec_32_nv(&DB_DNODE(db)->dn_dbufs_count);
2081                         DB_DNODE_EXIT(db);
2082                         /*
2083                          * The bonus buffer's dnode hold is no longer discounted
2084                          * in dnode_move(). The dnode cannot move until after
2085                          * the dnode_rele().
2086                          */
2087                         dnode_rele(DB_DNODE(db), db);
2088                 } else if (db->db_buf == NULL) {
2089                         /*
2090                          * This is a special case: we never associated this
2091                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
2092                          */
2093                         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED ||
2094                             db->db_state == DB_NOFILL);
2095                         dbuf_evict(db);
2096                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
2097                         arc_buf_t *buf = db->db_buf;
2098                         /*
2099                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
2100                          */
2101                         dbuf_set_data(db, NULL);
2102                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db));
2103                         dbuf_evict(db);
2104                 } else {
2105                         VERIFY(!arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db));
2106
2107                         /*
2108                          * A dbuf will be eligible for eviction if either the
2109                          * 'primarycache' property is set or a duplicate
2110                          * copy of this buffer is already cached in the arc.
2111                          *
2112                          * In the case of the 'primarycache' a buffer
2113                          * is considered for eviction if it matches the
2114                          * criteria set in the property.
2115                          *
2116                          * To decide if our buffer is considered a
2117                          * duplicate, we must call into the arc to determine
2118                          * if multiple buffers are referencing the same
2119                          * block on-disk. If so, then we simply evict
2120                          * ourselves.
2121                          */
2122                         if (!DBUF_IS_CACHEABLE(db) ||
2123                             arc_buf_eviction_needed(db->db_buf))
2124                                 dbuf_clear(db);
2125                         else
2126                                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2127                 }
2128         } else {
2129                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2130         }
2131 }
2132
2133 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
2134 uint64_t
2135 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
2136 {
2137         return (refcount_count(&db->db_holds));
2138 }
2139
2140 void *
2141 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, void *user_ptr, void *user_data_ptr_ptr,
2142     dmu_buf_evict_func_t *evict_func)
2143 {
2144         return (dmu_buf_update_user(db_fake, NULL, user_ptr,
2145             user_data_ptr_ptr, evict_func));
2146 }
2147
2148 void *
2149 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, void *user_ptr, void *user_data_ptr_ptr,
2150     dmu_buf_evict_func_t *evict_func)
2151 {
2152         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2153
2154         db->db_immediate_evict = TRUE;
2155         return (dmu_buf_update_user(db_fake, NULL, user_ptr,
2156             user_data_ptr_ptr, evict_func));
2157 }
2158
2159 void *
2160 dmu_buf_update_user(dmu_buf_t *db_fake, void *old_user_ptr, void *user_ptr,
2161     void *user_data_ptr_ptr, dmu_buf_evict_func_t *evict_func)
2162 {
2163         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2164         ASSERT(db->db_level == 0);
2165
2166         ASSERT((user_ptr == NULL) == (evict_func == NULL));
2167
2168         mutex_enter(&db->db_mtx);
2169
2170         if (db->db_user_ptr == old_user_ptr) {
2171                 db->db_user_ptr = user_ptr;
2172                 db->db_user_data_ptr_ptr = user_data_ptr_ptr;
2173                 db->db_evict_func = evict_func;
2174
2175                 dbuf_update_data(db);
2176         } else {
2177                 old_user_ptr = db->db_user_ptr;
2178         }
2179
2180         mutex_exit(&db->db_mtx);
2181         return (old_user_ptr);
2182 }
2183
2184 void *
2185 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
2186 {
2187         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
2188         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
2189
2190         return (db->db_user_ptr);
2191 }
2192
2193 boolean_t
2194 dmu_buf_freeable(dmu_buf_t *dbuf)
2195 {
2196         boolean_t res = B_FALSE;
2197         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)dbuf;
2198
2199         if (db->db_blkptr)
2200                 res = dsl_dataset_block_freeable(db->db_objset->os_dsl_dataset,
2201                     db->db_blkptr, db->db_blkptr->blk_birth);
2202
2203         return (res);
2204 }
2205
2206 blkptr_t *
2207 dmu_buf_get_blkptr(dmu_buf_t *db)
2208 {
2209         dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
2210         return (dbi->db_blkptr);
2211 }
2212
2213 static void
2214 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
2215 {
2216         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
2217         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
2218
2219         if (db->db_blkptr != NULL)
2220                 return;
2221
2222         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2223                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_spill;
2224                 BP_ZERO(db->db_blkptr);
2225                 return;
2226         }
2227         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
2228                 /*
2229                  * This buffer was allocated at a time when there was
2230                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
2231                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
2232                  */
2233                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
2234                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
2235                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
2236                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
2237                 DBUF_VERIFY(db);
2238         } else {
2239                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2240                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2241
2242                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
2243                 if (parent == NULL) {
2244                         mutex_exit(&db->db_mtx);
2245                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2246                         (void) dbuf_hold_impl(dn, db->db_level+1,
2247                             db->db_blkid >> epbs, FALSE, db, &parent);
2248                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2249                         mutex_enter(&db->db_mtx);
2250                         db->db_parent = parent;
2251                 }
2252                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
2253                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
2254                 DBUF_VERIFY(db);
2255         }
2256 }
2257
2258 static void
2259 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2260 {
2261         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2262         dnode_t *dn;
2263         zio_t *zio;
2264
2265         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2266
2267         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2268
2269         mutex_enter(&db->db_mtx);
2270
2271         ASSERT(db->db_level > 0);
2272         DBUF_VERIFY(db);
2273
2274         /* Read the block if it hasn't been read yet. */
2275         if (db->db_buf == NULL) {
2276                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2277                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
2278                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2279         }
2280         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
2281         ASSERT(db->db_buf != NULL);
2282
2283         DB_DNODE_ENTER(db);
2284         dn = DB_DNODE(db);
2285         /* Indirect block size must match what the dnode thinks it is. */
2286         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2287         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2288         DB_DNODE_EXIT(db);
2289
2290         /* Provide the pending dirty record to child dbufs */
2291         db->db_data_pending = dr;
2292
2293         mutex_exit(&db->db_mtx);
2294         dbuf_write(dr, db->db_buf, tx);
2295
2296         zio = dr->dr_zio;
2297         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
2298         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, tx);
2299         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
2300         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
2301         zio_nowait(zio);
2302 }
2303
2304 static void
2305 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
2306 {
2307         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
2308         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2309         dnode_t *dn;
2310         objset_t *os;
2311         uint64_t txg = tx->tx_txg;
2312
2313         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
2314
2315         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
2316
2317         mutex_enter(&db->db_mtx);
2318         /*
2319          * To be synced, we must be dirtied.  But we
2320          * might have been freed after the dirty.
2321          */
2322         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
2323                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
2324                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
2325         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
2326                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
2327                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
2328         } else {
2329                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_NOFILL);
2330         }
2331         DBUF_VERIFY(db);
2332
2333         DB_DNODE_ENTER(db);
2334         dn = DB_DNODE(db);
2335
2336         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2337                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2338                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR;
2339                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2340         }
2341
2342         /*
2343          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
2344          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
2345          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
2346          * be called).
2347          */
2348         if (db->db_blkid == DMU_BONUS_BLKID) {
2349                 dbuf_dirty_record_t **drp;
2350
2351                 ASSERT(*datap != NULL);
2352                 ASSERT0(db->db_level);
2353                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
2354                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
2355                 DB_DNODE_EXIT(db);
2356
2357                 if (*datap != db->db.db_data) {
2358                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
2359                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN, ARC_SPACE_OTHER);
2360                 }
2361                 db->db_data_pending = NULL;
2362                 drp = &db->db_last_dirty;
2363                 while (*drp != dr)
2364                         drp = &(*drp)->dr_next;
2365                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
2366                 ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
2367                 *drp = dr->dr_next;
2368                 if (dr->dr_dbuf->db_level != 0) {
2369                         list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
2370                         mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
2371                 }
2372                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
2373                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2374                 db->db_dirtycnt -= 1;
2375                 dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
2376                 return;
2377         }
2378
2379         os = dn->dn_objset;
2380
2381         /*
2382          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
2383          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
2384          * don't check the dr_override_state until we have returned from
2385          * dbuf_check_blkptr.
2386          */
2387         dbuf_check_blkptr(dn, db);
2388
2389         /*
2390          * If this buffer is in the middle of an immediate write,
2391          * wait for the synchronous IO to complete.
2392          */
2393         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
2394                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
2395                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
2396                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
2397         }
2398
2399         if (db->db_state != DB_NOFILL &&
2400             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
2401             refcount_count(&db->db_holds) > 1 &&
2402             dr->dt.dl.dr_override_state != DR_OVERRIDDEN &&
2403             *datap == db->db_buf) {
2404                 /*
2405                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there
2406                  * are active holds and db_data still references it),
2407                  * then make a copy before we start the write so that
2408                  * any modifications from the open txg will not leak
2409                  * into this write.
2410                  *
2411                  * NOTE: this copy does not need to be made for
2412                  * objects only modified in the syncing context (e.g.
2413                  * DNONE_DNODE blocks).
2414                  */
2415                 int blksz = arc_buf_size(*datap);
2416                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2417                 *datap = arc_buf_alloc(os->os_spa, blksz, db, type);
2418                 bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, blksz);
2419         }
2420         db->db_data_pending = dr;
2421
2422         mutex_exit(&db->db_mtx);
2423
2424         dbuf_write(dr, *datap, tx);
2425
2426         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2427         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
2428                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
2429                 DB_DNODE_EXIT(db);
2430         } else {
2431                 /*
2432                  * Although zio_nowait() does not "wait for an IO", it does
2433                  * initiate the IO. If this is an empty write it seems plausible
2434                  * that the IO could actually be completed before the nowait
2435                  * returns. We need to DB_DNODE_EXIT() first in case
2436                  * zio_nowait() invalidates the dbuf.
2437                  */
2438                 DB_DNODE_EXIT(db);
2439                 zio_nowait(dr->dr_zio);
2440         }
2441 }
2442
2443 void
2444 dbuf_sync_list(list_t *list, dmu_tx_t *tx)
2445 {
2446         dbuf_dirty_record_t *dr;
2447
2448         while (dr = list_head(list)) {
2449                 if (dr->dr_zio != NULL) {
2450                         /*
2451                          * If we find an already initialized zio then we
2452                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
2453                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
2454                          * during processing, so that we can zio_wait()
2455                          * these IOs after initiating all child IOs.
2456                          */
2457                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
2458                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
2459                         break;
2460                 }
2461                 list_remove(list, dr);
2462                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
2463                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
2464                 else
2465                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
2466         }
2467 }
2468
2469 /* ARGSUSED */
2470 static void
2471 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
2472 {
2473         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
2474         dnode_t *dn;
2475         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2476         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2477         spa_t *spa = zio->io_spa;
2478         int64_t delta;
2479         uint64_t fill = 0;
2480         int i;
2481
2482         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
2483
2484         DB_DNODE_ENTER(db);
2485         dn = DB_DNODE(db);
2486         delta = bp_get_dsize_sync(spa, bp) - bp_get_dsize_sync(spa, bp_orig);
2487         dnode_diduse_space(dn, delta - zio->io_prev_space_delta);
2488         zio->io_prev_space_delta = delta;
2489
2490         if (BP_IS_HOLE(bp)) {
2491                 ASSERT(bp->blk_fill == 0);
2492                 DB_DNODE_EXIT(db);
2493                 return;
2494         }
2495
2496         ASSERT((db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID &&
2497             BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type) ||
2498             (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID &&
2499             BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_bonustype));
2500         ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == db->db_level);
2501
2502         mutex_enter(&db->db_mtx);
2503
2504 #ifdef ZFS_DEBUG
2505         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2506                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
2507                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
2508                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
2509         }
2510 #endif
2511
2512         if (db->db_level == 0) {
2513                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2514                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid &&
2515                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2516                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
2517                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2518
2519                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
2520                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
2521                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
2522                             i--, dnp++) {
2523                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
2524                                         fill++;
2525                         }
2526                 } else {
2527                         fill = 1;
2528                 }
2529         } else {
2530                 blkptr_t *ibp = db->db.db_data;
2531                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2532                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, ibp++) {
2533                         if (BP_IS_HOLE(ibp))
2534                                 continue;
2535                         fill += ibp->blk_fill;
2536                 }
2537         }
2538         DB_DNODE_EXIT(db);
2539
2540         bp->blk_fill = fill;
2541
2542         mutex_exit(&db->db_mtx);
2543 }
2544
2545 /*
2546  * The SPA will call this callback several times for each zio - once
2547  * for every physical child i/o (zio->io_phys_children times).  This
2548  * allows the DMU to monitor the progress of each logical i/o.  For example,
2549  * there may be 2 copies of an indirect block, or many fragments of a RAID-Z
2550  * block.  There may be a long delay before all copies/fragments are completed,
2551  * so this callback allows us to retire dirty space gradually, as the physical
2552  * i/os complete.
2553  */
2554 /* ARGSUSED */
2555 static void
2556 dbuf_write_physdone(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *arg)
2557 {
2558         dmu_buf_impl_t *db = arg;
2559         objset_t *os = db->db_objset;
2560         dsl_pool_t *dp = dmu_objset_pool(os);
2561         dbuf_dirty_record_t *dr;
2562         int delta = 0;
2563
2564         dr = db->db_data_pending;
2565         ASSERT3U(dr->dr_txg, ==, zio->io_txg);
2566
2567         /*
2568          * The callback will be called io_phys_children times.  Retire one
2569          * portion of our dirty space each time we are called.  Any rounding
2570          * error will be cleaned up by dsl_pool_sync()'s call to
2571          * dsl_pool_undirty_space().
2572          */
2573         delta = dr->dr_accounted / zio->io_phys_children;
2574         dsl_pool_undirty_space(dp, delta, zio->io_txg);
2575 }
2576
2577 /* ARGSUSED */
2578 static void
2579 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
2580 {
2581         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
2582         blkptr_t *bp = zio->io_bp;
2583         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2584         uint64_t txg = zio->io_txg;
2585         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
2586
2587         ASSERT0(zio->io_error);
2588         ASSERT(db->db_blkptr == bp);
2589
2590         /*
2591          * For nopwrites and rewrites we ensure that the bp matches our
2592          * original and bypass all the accounting.
2593          */
2594         if (zio->io_flags & (ZIO_FLAG_IO_REWRITE | ZIO_FLAG_NOPWRITE)) {
2595                 ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
2596         } else {
2597                 objset_t *os;
2598                 dsl_dataset_t *ds;
2599                 dmu_tx_t *tx;
2600
2601                 DB_GET_OBJSET(&os, db);
2602                 ds = os->os_dsl_dataset;
2603                 tx = os->os_synctx;
2604
2605                 (void) dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, tx, B_TRUE);
2606                 dsl_dataset_block_born(ds, bp, tx);
2607         }
2608
2609         mutex_enter(&db->db_mtx);
2610
2611         DBUF_VERIFY(db);
2612
2613         drp = &db->db_last_dirty;
2614         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
2615                 drp = &dr->dr_next;
2616         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2617         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
2618         ASSERT(dr->dr_dbuf == db);
2619         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
2620         *drp = dr->dr_next;
2621
2622 #ifdef ZFS_DEBUG
2623         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID) {
2624                 dnode_t *dn;
2625
2626                 DB_DNODE_ENTER(db);
2627                 dn = DB_DNODE(db);
2628                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR);
2629                 ASSERT(!(BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
2630                     db->db_blkptr == &dn->dn_phys->dn_spill);
2631                 DB_DNODE_EXIT(db);
2632         }
2633 #endif
2634
2635         if (db->db_level == 0) {
2636                 ASSERT(db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2637                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
2638                 if (db->db_state != DB_NOFILL) {
2639                         if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
2640                                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data,
2641                                     db));
2642                         else if (!arc_released(db->db_buf))
2643                                 arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
2644                 }
2645         } else {
2646                 dnode_t *dn;
2647
2648                 DB_DNODE_ENTER(db);
2649                 dn = DB_DNODE(db);
2650                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
2651                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2652                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
2653                         int epbs =
2654                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2655                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
2656                             db->db.db_size);
2657                         ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_maxblkid
2658                             >> (db->db_level * epbs), >=, db->db_blkid);
2659                         arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
2660                 }
2661                 DB_DNODE_EXIT(db);
2662                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
2663                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
2664         }
2665         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
2666
2667         cv_broadcast(&db->db_changed);
2668         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2669         db->db_dirtycnt -= 1;
2670         db->db_data_pending = NULL;
2671
2672         dbuf_rele_and_unlock(db, (void *)(uintptr_t)txg);
2673 }
2674
2675 static void
2676 dbuf_write_nofill_ready(zio_t *zio)
2677 {
2678         dbuf_write_ready(zio, NULL, zio->io_private);
2679 }
2680
2681 static void
2682 dbuf_write_nofill_done(zio_t *zio)
2683 {
2684         dbuf_write_done(zio, NULL, zio->io_private);
2685 }
2686
2687 static void
2688 dbuf_write_override_ready(zio_t *zio)
2689 {
2690         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
2691         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2692
2693         dbuf_write_ready(zio, NULL, db);
2694 }
2695
2696 static void
2697 dbuf_write_override_done(zio_t *zio)
2698 {
2699         dbuf_dirty_record_t *dr = zio->io_private;
2700         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2701         blkptr_t *obp = &dr->dt.dl.dr_overridden_by;
2702
2703         mutex_enter(&db->db_mtx);
2704         if (!BP_EQUAL(zio->io_bp, obp)) {
2705                 if (!BP_IS_HOLE(obp))
2706                         dsl_free(spa_get_dsl(zio->io_spa), zio->io_txg, obp);
2707                 arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
2708         }
2709         mutex_exit(&db->db_mtx);
2710
2711         dbuf_write_done(zio, NULL, db);
2712 }
2713
2714 /* Issue I/O to commit a dirty buffer to disk. */
2715 static void
2716 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, dmu_tx_t *tx)
2717 {
2718         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2719         dnode_t *dn;
2720         objset_t *os;
2721         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2722         uint64_t txg = tx->tx_txg;
2723         zbookmark_t zb;
2724         zio_prop_t zp;
2725         zio_t *zio;
2726         int wp_flag = 0;
2727
2728         DB_DNODE_ENTER(db);
2729         dn = DB_DNODE(db);
2730         os = dn->dn_objset;
2731
2732         if (db->db_state != DB_NOFILL) {
2733                 if (db->db_level > 0 || dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
2734                         /*
2735                          * Private object buffers are released here rather
2736                          * than in dbuf_dirty() since they are only modified
2737                          * in the syncing context and we don't want the
2738                          * overhead of making multiple copies of the data.
2739                          */
2740                         if (BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
2741                                 arc_buf_thaw(data);
2742                         } else {
2743                                 dbuf_release_bp(db);
2744                         }
2745                 }
2746         }
2747
2748         if (parent != dn->dn_dbuf) {
2749                 /* Our parent is an indirect block. */
2750                 /* We have a dirty parent that has been scheduled for write. */
2751                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
2752                 /* Our parent's buffer is one level closer to the dnode. */
2753                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
2754                 /*
2755                  * We're about to modify our parent's db_data by modifying
2756                  * our block pointer, so the parent must be released.
2757                  */
2758                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
2759                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
2760         } else {
2761                 /* Our parent is the dnode itself. */
2762                 ASSERT((db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1 &&
2763                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) ||
2764                     (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID && db->db_level == 0));
2765                 if (db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)
2766                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
2767                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
2768                 zio = dn->dn_zio;
2769         }
2770
2771         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
2772         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
2773         ASSERT(zio);
2774
2775         SET_BOOKMARK(&zb, os->os_dsl_dataset ?
2776             os->os_dsl_dataset->ds_object : DMU_META_OBJSET,
2777             db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
2778
2779         if (db->db_blkid == DMU_SPILL_BLKID)
2780                 wp_flag = WP_SPILL;
2781         wp_flag |= (db->db_state == DB_NOFILL) ? WP_NOFILL : 0;
2782
2783         dmu_write_policy(os, dn, db->db_level, wp_flag, &zp);
2784         DB_DNODE_EXIT(db);
2785
2786         if (db->db_level == 0 && dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
2787                 ASSERT(db->db_state != DB_NOFILL);
2788                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
2789                     db->db_blkptr, data->b_data, arc_buf_size(data), &zp,
2790                     dbuf_write_override_ready, NULL, dbuf_write_override_done,
2791                     dr, ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
2792                 mutex_enter(&db->db_mtx);
2793                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
2794                 zio_write_override(dr->dr_zio, &dr->dt.dl.dr_overridden_by,
2795                     dr->dt.dl.dr_copies, dr->dt.dl.dr_nopwrite);
2796                 mutex_exit(&db->db_mtx);
2797         } else if (db->db_state == DB_NOFILL) {
2798                 ASSERT(zp.zp_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF);
2799                 dr->dr_zio = zio_write(zio, os->os_spa, txg,
2800                     db->db_blkptr, NULL, db->db.db_size, &zp,
2801                     dbuf_write_nofill_ready, NULL, dbuf_write_nofill_done, db,
2802                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE,
2803                     ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED | ZIO_FLAG_NODATA, &zb);
2804         } else {
2805                 ASSERT(arc_released(data));
2806                 dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, txg,
2807                     db->db_blkptr, data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
2808                     DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db), &zp, dbuf_write_ready,
2809                     dbuf_write_physdone, dbuf_write_done, db,
2810                     ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
2811         }
2812 }