Initial Linux ZFS GIT Repo
[zfs.git] / zfs / lib / libzpool / 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 2008 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
23  * Use is subject to license terms.
24  */
25
26 #pragma ident   "@(#)dbuf.c     1.32    08/03/20 SMI"
27
28 #include <sys/zfs_context.h>
29 #include <sys/dmu.h>
30 #include <sys/dmu_impl.h>
31 #include <sys/dbuf.h>
32 #include <sys/dmu_objset.h>
33 #include <sys/dsl_dataset.h>
34 #include <sys/dsl_dir.h>
35 #include <sys/dmu_tx.h>
36 #include <sys/spa.h>
37 #include <sys/zio.h>
38 #include <sys/dmu_zfetch.h>
39
40 static void dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db);
41 static int dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx);
42 static void dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, int checksum,
43     int compress, dmu_tx_t *tx);
44 static arc_done_func_t dbuf_write_ready;
45 static arc_done_func_t dbuf_write_done;
46
47 int zfs_mdcomp_disable = 0;
48
49 /*
50  * Global data structures and functions for the dbuf cache.
51  */
52 static kmem_cache_t *dbuf_cache;
53
54 /* ARGSUSED */
55 static int
56 dbuf_cons(void *vdb, void *unused, int kmflag)
57 {
58         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
59         bzero(db, sizeof (dmu_buf_impl_t));
60
61         mutex_init(&db->db_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
62         cv_init(&db->db_changed, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
63         refcount_create(&db->db_holds);
64         return (0);
65 }
66
67 /* ARGSUSED */
68 static void
69 dbuf_dest(void *vdb, void *unused)
70 {
71         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
72         mutex_destroy(&db->db_mtx);
73         cv_destroy(&db->db_changed);
74         refcount_destroy(&db->db_holds);
75 }
76
77 /*
78  * dbuf hash table routines
79  */
80 static dbuf_hash_table_t dbuf_hash_table;
81
82 static uint64_t dbuf_hash_count;
83
84 static uint64_t
85 dbuf_hash(void *os, uint64_t obj, uint8_t lvl, uint64_t blkid)
86 {
87         uintptr_t osv = (uintptr_t)os;
88         uint64_t crc = -1ULL;
89
90         ASSERT(zfs_crc64_table[128] == ZFS_CRC64_POLY);
91         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (lvl)) & 0xFF];
92         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (osv >> 6)) & 0xFF];
93         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 0)) & 0xFF];
94         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (obj >> 8)) & 0xFF];
95         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 0)) & 0xFF];
96         crc = (crc >> 8) ^ zfs_crc64_table[(crc ^ (blkid >> 8)) & 0xFF];
97
98         crc ^= (osv>>14) ^ (obj>>16) ^ (blkid>>16);
99
100         return (crc);
101 }
102
103 #define DBUF_HASH(os, obj, level, blkid) dbuf_hash(os, obj, level, blkid);
104
105 #define DBUF_EQUAL(dbuf, os, obj, level, blkid)         \
106         ((dbuf)->db.db_object == (obj) &&               \
107         (dbuf)->db_objset == (os) &&                    \
108         (dbuf)->db_level == (level) &&                  \
109         (dbuf)->db_blkid == (blkid))
110
111 dmu_buf_impl_t *
112 dbuf_find(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid)
113 {
114         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
115         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
116         uint64_t obj = dn->dn_object;
117         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
118         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
119         dmu_buf_impl_t *db;
120
121         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
122         for (db = h->hash_table[idx]; db != NULL; db = db->db_hash_next) {
123                 if (DBUF_EQUAL(db, os, obj, level, blkid)) {
124                         mutex_enter(&db->db_mtx);
125                         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
126                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
127                                 return (db);
128                         }
129                         mutex_exit(&db->db_mtx);
130                 }
131         }
132         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
133         return (NULL);
134 }
135
136 /*
137  * Insert an entry into the hash table.  If there is already an element
138  * equal to elem in the hash table, then the already existing element
139  * will be returned and the new element will not be inserted.
140  * Otherwise returns NULL.
141  */
142 static dmu_buf_impl_t *
143 dbuf_hash_insert(dmu_buf_impl_t *db)
144 {
145         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
146         objset_impl_t *os = db->db_objset;
147         uint64_t obj = db->db.db_object;
148         int level = db->db_level;
149         uint64_t blkid = db->db_blkid;
150         uint64_t hv = DBUF_HASH(os, obj, level, blkid);
151         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
152         dmu_buf_impl_t *dbf;
153
154         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
155         for (dbf = h->hash_table[idx]; dbf != NULL; dbf = dbf->db_hash_next) {
156                 if (DBUF_EQUAL(dbf, os, obj, level, blkid)) {
157                         mutex_enter(&dbf->db_mtx);
158                         if (dbf->db_state != DB_EVICTING) {
159                                 mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
160                                 return (dbf);
161                         }
162                         mutex_exit(&dbf->db_mtx);
163                 }
164         }
165
166         mutex_enter(&db->db_mtx);
167         db->db_hash_next = h->hash_table[idx];
168         h->hash_table[idx] = db;
169         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
170         atomic_add_64(&dbuf_hash_count, 1);
171
172         return (NULL);
173 }
174
175 /*
176  * Remove an entry from the hash table.  This operation will
177  * fail if there are any existing holds on the db.
178  */
179 static void
180 dbuf_hash_remove(dmu_buf_impl_t *db)
181 {
182         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
183         uint64_t hv = DBUF_HASH(db->db_objset, db->db.db_object,
184             db->db_level, db->db_blkid);
185         uint64_t idx = hv & h->hash_table_mask;
186         dmu_buf_impl_t *dbf, **dbp;
187
188         /*
189          * We musn't hold db_mtx to maintin lock ordering:
190          * DBUF_HASH_MUTEX > db_mtx.
191          */
192         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
193         ASSERT(db->db_state == DB_EVICTING);
194         ASSERT(!MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
195
196         mutex_enter(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
197         dbp = &h->hash_table[idx];
198         while ((dbf = *dbp) != db) {
199                 dbp = &dbf->db_hash_next;
200                 ASSERT(dbf != NULL);
201         }
202         *dbp = db->db_hash_next;
203         db->db_hash_next = NULL;
204         mutex_exit(DBUF_HASH_MUTEX(h, idx));
205         atomic_add_64(&dbuf_hash_count, -1);
206 }
207
208 static arc_evict_func_t dbuf_do_evict;
209
210 static void
211 dbuf_evict_user(dmu_buf_impl_t *db)
212 {
213         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
214
215         if (db->db_level != 0 || db->db_evict_func == NULL)
216                 return;
217
218         if (db->db_user_data_ptr_ptr)
219                 *db->db_user_data_ptr_ptr = db->db.db_data;
220         db->db_evict_func(&db->db, db->db_user_ptr);
221         db->db_user_ptr = NULL;
222         db->db_user_data_ptr_ptr = NULL;
223         db->db_evict_func = NULL;
224 }
225
226 void
227 dbuf_evict(dmu_buf_impl_t *db)
228 {
229         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
230         ASSERT(db->db_buf == NULL);
231         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
232
233         dbuf_clear(db);
234         dbuf_destroy(db);
235 }
236
237 void
238 dbuf_init(void)
239 {
240         uint64_t hsize = 1ULL << 16;
241         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
242         int i;
243
244         /*
245          * The hash table is big enough to fill all of physical memory
246          * with an average 4K block size.  The table will take up
247          * totalmem*sizeof(void*)/4K (i.e. 2MB/GB with 8-byte pointers).
248          */
249         while (hsize * 4096 < physmem * PAGESIZE)
250                 hsize <<= 1;
251
252 retry:
253         h->hash_table_mask = hsize - 1;
254         h->hash_table = kmem_zalloc(hsize * sizeof (void *), KM_NOSLEEP);
255         if (h->hash_table == NULL) {
256                 /* XXX - we should really return an error instead of assert */
257                 ASSERT(hsize > (1ULL << 10));
258                 hsize >>= 1;
259                 goto retry;
260         }
261
262         dbuf_cache = kmem_cache_create("dmu_buf_impl_t",
263             sizeof (dmu_buf_impl_t),
264             0, dbuf_cons, dbuf_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
265
266         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
267                 mutex_init(&h->hash_mutexes[i], NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
268 }
269
270 void
271 dbuf_fini(void)
272 {
273         dbuf_hash_table_t *h = &dbuf_hash_table;
274         int i;
275
276         for (i = 0; i < DBUF_MUTEXES; i++)
277                 mutex_destroy(&h->hash_mutexes[i]);
278         kmem_free(h->hash_table, (h->hash_table_mask + 1) * sizeof (void *));
279         kmem_cache_destroy(dbuf_cache);
280 }
281
282 /*
283  * Other stuff.
284  */
285
286 #ifdef ZFS_DEBUG
287 static void
288 dbuf_verify(dmu_buf_impl_t *db)
289 {
290         dnode_t *dn = db->db_dnode;
291
292         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
293
294         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DBUF_VERIFY))
295                 return;
296
297         ASSERT(db->db_objset != NULL);
298         if (dn == NULL) {
299                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
300                 ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
301         } else {
302                 ASSERT3U(db->db.db_object, ==, dn->dn_object);
303                 ASSERT3P(db->db_objset, ==, dn->dn_objset);
304                 ASSERT3U(db->db_level, <, dn->dn_nlevels);
305                 ASSERT(db->db_blkid == DB_BONUS_BLKID ||
306                     list_head(&dn->dn_dbufs));
307         }
308         if (db->db_blkid == DB_BONUS_BLKID) {
309                 ASSERT(dn != NULL);
310                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
311                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, DB_BONUS_BLKID);
312         } else {
313                 ASSERT3U(db->db.db_offset, ==, db->db_blkid * db->db.db_size);
314         }
315
316         if (db->db_level == 0) {
317                 /* we can be momentarily larger in dnode_set_blksz() */
318                 if (db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID && dn) {
319                         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_datablksz);
320                 }
321                 if (db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
322                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
323                         /*
324                          * it should only be modified in syncing
325                          * context, so make sure we only have
326                          * one copy of the data.
327                          */
328                         ASSERT(dr == NULL || dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf);
329                 }
330         }
331
332         /* verify db->db_blkptr */
333         if (db->db_blkptr) {
334                 if (db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
335                         /* db is pointed to by the dnode */
336                         /* ASSERT3U(db->db_blkid, <, dn->dn_nblkptr); */
337                         if (db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
338                                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
339                         else
340                                 ASSERT(db->db_parent != NULL);
341                         ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
342                             &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
343                 } else {
344                         /* db is pointed to by an indirect block */
345                         int epb = db->db_parent->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT;
346                         ASSERT3U(db->db_parent->db_level, ==, db->db_level+1);
347                         ASSERT3U(db->db_parent->db.db_object, ==,
348                             db->db.db_object);
349                         /*
350                          * dnode_grow_indblksz() can make this fail if we don't
351                          * have the struct_rwlock.  XXX indblksz no longer
352                          * grows.  safe to do this now?
353                          */
354                         if (RW_WRITE_HELD(&db->db_dnode->dn_struct_rwlock)) {
355                                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
356                                     ((blkptr_t *)db->db_parent->db.db_data +
357                                     db->db_blkid % epb));
358                         }
359                 }
360         }
361         if ((db->db_blkptr == NULL || BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) &&
362             db->db.db_data && db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID &&
363             db->db_state != DB_FILL && !dn->dn_free_txg) {
364                 /*
365                  * If the blkptr isn't set but they have nonzero data,
366                  * it had better be dirty, otherwise we'll lose that
367                  * data when we evict this buffer.
368                  */
369                 if (db->db_dirtycnt == 0) {
370                         uint64_t *buf = db->db.db_data;
371                         int i;
372
373                         for (i = 0; i < db->db.db_size >> 3; i++) {
374                                 ASSERT(buf[i] == 0);
375                         }
376                 }
377         }
378 }
379 #endif
380
381 static void
382 dbuf_update_data(dmu_buf_impl_t *db)
383 {
384         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
385         if (db->db_level == 0 && db->db_user_data_ptr_ptr) {
386                 ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
387                 *db->db_user_data_ptr_ptr = db->db.db_data;
388         }
389 }
390
391 static void
392 dbuf_set_data(dmu_buf_impl_t *db, arc_buf_t *buf)
393 {
394         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
395         ASSERT(db->db_buf == NULL || !arc_has_callback(db->db_buf));
396         db->db_buf = buf;
397         if (buf != NULL) {
398                 ASSERT(buf->b_data != NULL);
399                 db->db.db_data = buf->b_data;
400                 if (!arc_released(buf))
401                         arc_set_callback(buf, dbuf_do_evict, db);
402                 dbuf_update_data(db);
403         } else {
404                 dbuf_evict_user(db);
405                 db->db.db_data = NULL;
406                 db->db_state = DB_UNCACHED;
407         }
408 }
409
410 uint64_t
411 dbuf_whichblock(dnode_t *dn, uint64_t offset)
412 {
413         if (dn->dn_datablkshift) {
414                 return (offset >> dn->dn_datablkshift);
415         } else {
416                 ASSERT3U(offset, <, dn->dn_datablksz);
417                 return (0);
418         }
419 }
420
421 static void
422 dbuf_read_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
423 {
424         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
425
426         mutex_enter(&db->db_mtx);
427         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_READ);
428         /*
429          * All reads are synchronous, so we must have a hold on the dbuf
430          */
431         ASSERT(refcount_count(&db->db_holds) > 0);
432         ASSERT(db->db_buf == NULL);
433         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
434         if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
435                 /* we were freed in flight; disregard any error */
436                 arc_release(buf, db);
437                 bzero(buf->b_data, db->db.db_size);
438                 arc_buf_freeze(buf);
439                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
440                 dbuf_set_data(db, buf);
441                 db->db_state = DB_CACHED;
442         } else if (zio == NULL || zio->io_error == 0) {
443                 dbuf_set_data(db, buf);
444                 db->db_state = DB_CACHED;
445         } else {
446                 ASSERT(db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID);
447                 ASSERT3P(db->db_buf, ==, NULL);
448                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db) == 1);
449                 db->db_state = DB_UNCACHED;
450         }
451         cv_broadcast(&db->db_changed);
452         mutex_exit(&db->db_mtx);
453         dbuf_rele(db, NULL);
454 }
455
456 static void
457 dbuf_read_impl(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t *flags)
458 {
459         blkptr_t *bp;
460         zbookmark_t zb;
461         uint32_t aflags = ARC_NOWAIT;
462
463         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
464         /* We need the struct_rwlock to prevent db_blkptr from changing. */
465         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&db->db_dnode->dn_struct_rwlock));
466         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
467         ASSERT(db->db_state == DB_UNCACHED);
468         ASSERT(db->db_buf == NULL);
469
470         if (db->db_blkid == DB_BONUS_BLKID) {
471                 int bonuslen = db->db_dnode->dn_bonuslen;
472
473                 ASSERT3U(bonuslen, <=, db->db.db_size);
474                 db->db.db_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
475                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN);
476                 if (bonuslen < DN_MAX_BONUSLEN)
477                         bzero(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
478                 bcopy(DN_BONUS(db->db_dnode->dn_phys), db->db.db_data,
479                     bonuslen);
480                 dbuf_update_data(db);
481                 db->db_state = DB_CACHED;
482                 mutex_exit(&db->db_mtx);
483                 return;
484         }
485
486         if (db->db_level == 0 && dnode_block_freed(db->db_dnode, db->db_blkid))
487                 bp = NULL;
488         else
489                 bp = db->db_blkptr;
490
491         if (bp == NULL)
492                 dprintf_dbuf(db, "blkptr: %s\n", "NULL");
493         else
494                 dprintf_dbuf_bp(db, bp, "%s", "blkptr:");
495
496         if (bp == NULL || BP_IS_HOLE(bp)) {
497                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
498
499                 ASSERT(bp == NULL || BP_IS_HOLE(bp));
500                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(db->db_dnode->dn_objset->os_spa,
501                     db->db.db_size, db, type));
502                 bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
503                 db->db_state = DB_CACHED;
504                 *flags |= DB_RF_CACHED;
505                 mutex_exit(&db->db_mtx);
506                 return;
507         }
508
509         db->db_state = DB_READ;
510         mutex_exit(&db->db_mtx);
511
512         zb.zb_objset = db->db_objset->os_dsl_dataset ?
513             db->db_objset->os_dsl_dataset->ds_object : 0;
514         zb.zb_object = db->db.db_object;
515         zb.zb_level = db->db_level;
516         zb.zb_blkid = db->db_blkid;
517
518         dbuf_add_ref(db, NULL);
519         /* ZIO_FLAG_CANFAIL callers have to check the parent zio's error */
520         ASSERT3U(db->db_dnode->dn_type, <, DMU_OT_NUMTYPES);
521         (void) arc_read(zio, db->db_dnode->dn_objset->os_spa, bp,
522             db->db_level > 0 ? byteswap_uint64_array :
523             dmu_ot[db->db_dnode->dn_type].ot_byteswap,
524             dbuf_read_done, db, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ,
525             (*flags & DB_RF_CANFAIL) ? ZIO_FLAG_CANFAIL : ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED,
526             &aflags, &zb);
527         if (aflags & ARC_CACHED)
528                 *flags |= DB_RF_CACHED;
529 }
530
531 int
532 dbuf_read(dmu_buf_impl_t *db, zio_t *zio, uint32_t flags)
533 {
534         int err = 0;
535         int havepzio = (zio != NULL);
536         int prefetch;
537
538         /*
539          * We don't have to hold the mutex to check db_state because it
540          * can't be freed while we have a hold on the buffer.
541          */
542         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
543
544         if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
545                 rw_enter(&db->db_dnode->dn_struct_rwlock, RW_READER);
546
547         prefetch = db->db_level == 0 && db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID &&
548             (flags & DB_RF_NOPREFETCH) == 0 && db->db_dnode != NULL;
549
550         mutex_enter(&db->db_mtx);
551         if (db->db_state == DB_CACHED) {
552                 mutex_exit(&db->db_mtx);
553                 if (prefetch)
554                         dmu_zfetch(&db->db_dnode->dn_zfetch, db->db.db_offset,
555                             db->db.db_size, TRUE);
556                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
557                         rw_exit(&db->db_dnode->dn_struct_rwlock);
558         } else if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
559                 if (zio == NULL) {
560                         zio = zio_root(db->db_dnode->dn_objset->os_spa,
561                             NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
562                 }
563                 dbuf_read_impl(db, zio, &flags);
564
565                 /* dbuf_read_impl has dropped db_mtx for us */
566
567                 if (prefetch)
568                         dmu_zfetch(&db->db_dnode->dn_zfetch, db->db.db_offset,
569                             db->db.db_size, flags & DB_RF_CACHED);
570
571                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
572                         rw_exit(&db->db_dnode->dn_struct_rwlock);
573
574                 if (!havepzio)
575                         err = zio_wait(zio);
576         } else {
577                 mutex_exit(&db->db_mtx);
578                 if (prefetch)
579                         dmu_zfetch(&db->db_dnode->dn_zfetch, db->db.db_offset,
580                             db->db.db_size, TRUE);
581                 if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
582                         rw_exit(&db->db_dnode->dn_struct_rwlock);
583
584                 mutex_enter(&db->db_mtx);
585                 if ((flags & DB_RF_NEVERWAIT) == 0) {
586                         while (db->db_state == DB_READ ||
587                             db->db_state == DB_FILL) {
588                                 ASSERT(db->db_state == DB_READ ||
589                                     (flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0);
590                                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
591                         }
592                         if (db->db_state == DB_UNCACHED)
593                                 err = EIO;
594                 }
595                 mutex_exit(&db->db_mtx);
596         }
597
598         ASSERT(err || havepzio || db->db_state == DB_CACHED);
599         return (err);
600 }
601
602 static void
603 dbuf_noread(dmu_buf_impl_t *db)
604 {
605         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
606         ASSERT(db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID);
607         mutex_enter(&db->db_mtx);
608         while (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL)
609                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
610         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
611                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
612
613                 ASSERT(db->db_buf == NULL);
614                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
615                 dbuf_set_data(db, arc_buf_alloc(db->db_dnode->dn_objset->os_spa,
616                     db->db.db_size, db, type));
617                 db->db_state = DB_FILL;
618         } else {
619                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
620         }
621         mutex_exit(&db->db_mtx);
622 }
623
624 /*
625  * This is our just-in-time copy function.  It makes a copy of
626  * buffers, that have been modified in a previous transaction
627  * group, before we modify them in the current active group.
628  *
629  * This function is used in two places: when we are dirtying a
630  * buffer for the first time in a txg, and when we are freeing
631  * a range in a dnode that includes this buffer.
632  *
633  * Note that when we are called from dbuf_free_range() we do
634  * not put a hold on the buffer, we just traverse the active
635  * dbuf list for the dnode.
636  */
637 static void
638 dbuf_fix_old_data(dmu_buf_impl_t *db, uint64_t txg)
639 {
640         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
641
642         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
643         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
644         ASSERT(db->db_level == 0);
645         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
646
647         if (dr == NULL ||
648             (dr->dt.dl.dr_data !=
649             ((db->db_blkid  == DB_BONUS_BLKID) ? db->db.db_data : db->db_buf)))
650                 return;
651
652         /*
653          * If the last dirty record for this dbuf has not yet synced
654          * and its referencing the dbuf data, either:
655          *      reset the reference to point to a new copy,
656          * or (if there a no active holders)
657          *      just null out the current db_data pointer.
658          */
659         ASSERT(dr->dr_txg >= txg - 2);
660         if (db->db_blkid == DB_BONUS_BLKID) {
661                 /* Note that the data bufs here are zio_bufs */
662                 dr->dt.dl.dr_data = zio_buf_alloc(DN_MAX_BONUSLEN);
663                 arc_space_consume(DN_MAX_BONUSLEN);
664                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data, DN_MAX_BONUSLEN);
665         } else if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
666                 int size = db->db.db_size;
667                 arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
668                 dr->dt.dl.dr_data = arc_buf_alloc(
669                     db->db_dnode->dn_objset->os_spa, size, db, type);
670                 bcopy(db->db.db_data, dr->dt.dl.dr_data->b_data, size);
671         } else {
672                 dbuf_set_data(db, NULL);
673         }
674 }
675
676 void
677 dbuf_unoverride(dbuf_dirty_record_t *dr)
678 {
679         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
680         uint64_t txg = dr->dr_txg;
681
682         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
683         ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_IN_DMU_SYNC);
684         ASSERT(db->db_level == 0);
685
686         if (db->db_blkid == DB_BONUS_BLKID ||
687             dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN)
688                 return;
689
690         /* free this block */
691         if (!BP_IS_HOLE(&dr->dt.dl.dr_overridden_by)) {
692                 /* XXX can get silent EIO here */
693                 (void) arc_free(NULL, db->db_dnode->dn_objset->os_spa,
694                     txg, &dr->dt.dl.dr_overridden_by, NULL, NULL, ARC_WAIT);
695         }
696         dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
697         /*
698          * Release the already-written buffer, so we leave it in
699          * a consistent dirty state.  Note that all callers are
700          * modifying the buffer, so they will immediately do
701          * another (redundant) arc_release().  Therefore, leave
702          * the buf thawed to save the effort of freezing &
703          * immediately re-thawing it.
704          */
705         arc_release(dr->dt.dl.dr_data, db);
706 }
707
708 void
709 dbuf_free_range(dnode_t *dn, uint64_t blkid, uint64_t nblks, dmu_tx_t *tx)
710 {
711         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
712         uint64_t txg = tx->tx_txg;
713
714         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu\n", blkid, nblks);
715         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
716         for (db = list_head(&dn->dn_dbufs); db; db = db_next) {
717                 db_next = list_next(&dn->dn_dbufs, db);
718                 ASSERT(db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID);
719                 if (db->db_level != 0)
720                         continue;
721                 dprintf_dbuf(db, "found buf %s\n", "");
722                 if (db->db_blkid < blkid ||
723                     db->db_blkid >= blkid+nblks)
724                         continue;
725
726                 /* found a level 0 buffer in the range */
727                 if (dbuf_undirty(db, tx))
728                         continue;
729
730                 mutex_enter(&db->db_mtx);
731                 if (db->db_state == DB_UNCACHED ||
732                     db->db_state == DB_EVICTING) {
733                         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
734                         mutex_exit(&db->db_mtx);
735                         continue;
736                 }
737                 if (db->db_state == DB_READ || db->db_state == DB_FILL) {
738                         /* will be handled in dbuf_read_done or dbuf_rele */
739                         db->db_freed_in_flight = TRUE;
740                         mutex_exit(&db->db_mtx);
741                         continue;
742                 }
743                 if (refcount_count(&db->db_holds) == 0) {
744                         ASSERT(db->db_buf);
745                         dbuf_clear(db);
746                         continue;
747                 }
748                 /* The dbuf is referenced */
749
750                 if (db->db_last_dirty != NULL) {
751                         dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_last_dirty;
752
753                         if (dr->dr_txg == txg) {
754                                 /*
755                                  * This buffer is "in-use", re-adjust the file
756                                  * size to reflect that this buffer may
757                                  * contain new data when we sync.
758                                  */
759                                 if (db->db_blkid > dn->dn_maxblkid)
760                                         dn->dn_maxblkid = db->db_blkid;
761                                 dbuf_unoverride(dr);
762                         } else {
763                                 /*
764                                  * This dbuf is not dirty in the open context.
765                                  * Either uncache it (if its not referenced in
766                                  * the open context) or reset its contents to
767                                  * empty.
768                                  */
769                                 dbuf_fix_old_data(db, txg);
770                         }
771                 }
772                 /* clear the contents if its cached */
773                 if (db->db_state == DB_CACHED) {
774                         ASSERT(db->db.db_data != NULL);
775                         arc_release(db->db_buf, db);
776                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
777                         arc_buf_freeze(db->db_buf);
778                 }
779
780                 mutex_exit(&db->db_mtx);
781         }
782         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
783 }
784
785 static int
786 dbuf_block_freeable(dmu_buf_impl_t *db)
787 {
788         dsl_dataset_t *ds = db->db_objset->os_dsl_dataset;
789         uint64_t birth_txg = 0;
790
791         /*
792          * We don't need any locking to protect db_blkptr:
793          * If it's syncing, then db_last_dirty will be set
794          * so we'll ignore db_blkptr.
795          */
796         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
797         if (db->db_last_dirty)
798                 birth_txg = db->db_last_dirty->dr_txg;
799         else if (db->db_blkptr)
800                 birth_txg = db->db_blkptr->blk_birth;
801
802         /* If we don't exist or are in a snapshot, we can't be freed */
803         if (birth_txg)
804                 return (ds == NULL ||
805                     dsl_dataset_block_freeable(ds, birth_txg));
806         else
807                 return (FALSE);
808 }
809
810 void
811 dbuf_new_size(dmu_buf_impl_t *db, int size, dmu_tx_t *tx)
812 {
813         arc_buf_t *buf, *obuf;
814         int osize = db->db.db_size;
815         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
816
817         ASSERT(db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID);
818
819         /* XXX does *this* func really need the lock? */
820         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&db->db_dnode->dn_struct_rwlock));
821
822         /*
823          * This call to dbuf_will_dirty() with the dn_struct_rwlock held
824          * is OK, because there can be no other references to the db
825          * when we are changing its size, so no concurrent DB_FILL can
826          * be happening.
827          */
828         /*
829          * XXX we should be doing a dbuf_read, checking the return
830          * value and returning that up to our callers
831          */
832         dbuf_will_dirty(db, tx);
833
834         /* create the data buffer for the new block */
835         buf = arc_buf_alloc(db->db_dnode->dn_objset->os_spa, size, db, type);
836
837         /* copy old block data to the new block */
838         obuf = db->db_buf;
839         bcopy(obuf->b_data, buf->b_data, MIN(osize, size));
840         /* zero the remainder */
841         if (size > osize)
842                 bzero((uint8_t *)buf->b_data + osize, size - osize);
843
844         mutex_enter(&db->db_mtx);
845         dbuf_set_data(db, buf);
846         VERIFY(arc_buf_remove_ref(obuf, db) == 1);
847         db->db.db_size = size;
848
849         if (db->db_level == 0) {
850                 ASSERT3U(db->db_last_dirty->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
851                 db->db_last_dirty->dt.dl.dr_data = buf;
852         }
853         mutex_exit(&db->db_mtx);
854
855         dnode_willuse_space(db->db_dnode, size-osize, tx);
856 }
857
858 dbuf_dirty_record_t *
859 dbuf_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
860 {
861         dnode_t *dn = db->db_dnode;
862         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
863         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
864         int drop_struct_lock = FALSE;
865         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
866
867         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
868         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
869         DMU_TX_DIRTY_BUF(tx, db);
870
871         /*
872          * Shouldn't dirty a regular buffer in syncing context.  Private
873          * objects may be dirtied in syncing context, but only if they
874          * were already pre-dirtied in open context.
875          * XXX We may want to prohibit dirtying in syncing context even
876          * if they did pre-dirty.
877          */
878         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
879             BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp) ||
880             dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
881             dn->dn_objset->os_dsl_dataset == NULL ||
882             dsl_dir_is_private(dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_dir));
883
884         /*
885          * We make this assert for private objects as well, but after we
886          * check if we're already dirty.  They are allowed to re-dirty
887          * in syncing context.
888          */
889         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
890             dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
891             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
892
893         mutex_enter(&db->db_mtx);
894         /*
895          * XXX make this true for indirects too?  The problem is that
896          * transactions created with dmu_tx_create_assigned() from
897          * syncing context don't bother holding ahead.
898          */
899         ASSERT(db->db_level != 0 ||
900             db->db_state == DB_CACHED || db->db_state == DB_FILL);
901
902         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
903         /*
904          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
905          * initialize the objset.
906          */
907         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED &&
908             !BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
909                 dn->dn_dirtyctx =
910                     (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN);
911                 ASSERT(dn->dn_dirtyctx_firstset == NULL);
912                 dn->dn_dirtyctx_firstset = kmem_alloc(1, KM_SLEEP);
913         }
914         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
915
916         /*
917          * If this buffer is already dirty, we're done.
918          */
919         drp = &db->db_last_dirty;
920         ASSERT(*drp == NULL || (*drp)->dr_txg <= tx->tx_txg ||
921             db->db.db_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
922         while ((dr = *drp) != NULL && dr->dr_txg > tx->tx_txg)
923                 drp = &dr->dr_next;
924         if (dr && dr->dr_txg == tx->tx_txg) {
925                 if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
926                         /*
927                          * If this buffer has already been written out,
928                          * we now need to reset its state.
929                          */
930                         dbuf_unoverride(dr);
931                         if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT)
932                                 arc_buf_thaw(db->db_buf);
933                 }
934                 mutex_exit(&db->db_mtx);
935                 return (dr);
936         }
937
938         /*
939          * Only valid if not already dirty.
940          */
941         ASSERT(dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED || dn->dn_dirtyctx ==
942             (dmu_tx_is_syncing(tx) ? DN_DIRTY_SYNC : DN_DIRTY_OPEN));
943
944         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, db->db_level);
945         ASSERT((dn->dn_phys->dn_nlevels == 0 && db->db_level == 0) ||
946             dn->dn_phys->dn_nlevels > db->db_level ||
947             dn->dn_next_nlevels[txgoff] > db->db_level ||
948             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-1) & TXG_MASK] > db->db_level ||
949             dn->dn_next_nlevels[(tx->tx_txg-2) & TXG_MASK] > db->db_level);
950
951         /*
952          * We should only be dirtying in syncing context if it's the
953          * mos, a spa os, or we're initializing the os.  However, we are
954          * allowed to dirty in syncing context provided we already
955          * dirtied it in open context.  Hence we must make this
956          * assertion only if we're not already dirty.
957          */
958         ASSERT(!dmu_tx_is_syncing(tx) ||
959             os->os_dsl_dataset == NULL ||
960             !dsl_dir_is_private(os->os_dsl_dataset->ds_dir) ||
961             !BP_IS_HOLE(os->os_rootbp));
962         ASSERT(db->db.db_size != 0);
963
964         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
965
966         if (db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
967                 /*
968                  * Update the accounting.
969                  */
970                 if (dbuf_block_freeable(db)) {
971                         blkptr_t *bp = db->db_blkptr;
972                         int64_t willfree = (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) ?
973                             bp_get_dasize(os->os_spa, bp) : db->db.db_size;
974                         /*
975                          * This is only a guess -- if the dbuf is dirty
976                          * in a previous txg, we don't know how much
977                          * space it will use on disk yet.  We should
978                          * really have the struct_rwlock to access
979                          * db_blkptr, but since this is just a guess,
980                          * it's OK if we get an odd answer.
981                          */
982                         dnode_willuse_space(dn, -willfree, tx);
983                 }
984                 dnode_willuse_space(dn, db->db.db_size, tx);
985         }
986
987         /*
988          * If this buffer is dirty in an old transaction group we need
989          * to make a copy of it so that the changes we make in this
990          * transaction group won't leak out when we sync the older txg.
991          */
992         dr = kmem_zalloc(sizeof (dbuf_dirty_record_t), KM_SLEEP);
993         if (db->db_level == 0) {
994                 void *data_old = db->db_buf;
995
996                 if (db->db_blkid == DB_BONUS_BLKID) {
997                         dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
998                         data_old = db->db.db_data;
999                 } else if (db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1000                         /*
1001                          * Release the data buffer from the cache so that we
1002                          * can modify it without impacting possible other users
1003                          * of this cached data block.  Note that indirect
1004                          * blocks and private objects are not released until the
1005                          * syncing state (since they are only modified then).
1006                          */
1007                         arc_release(db->db_buf, db);
1008                         dbuf_fix_old_data(db, tx->tx_txg);
1009                         data_old = db->db_buf;
1010                 }
1011                 ASSERT(data_old != NULL);
1012                 dr->dt.dl.dr_data = data_old;
1013         } else {
1014                 mutex_init(&dr->dt.di.dr_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
1015                 list_create(&dr->dt.di.dr_children,
1016                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
1017                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
1018         }
1019         dr->dr_dbuf = db;
1020         dr->dr_txg = tx->tx_txg;
1021         dr->dr_next = *drp;
1022         *drp = dr;
1023
1024         /*
1025          * We could have been freed_in_flight between the dbuf_noread
1026          * and dbuf_dirty.  We win, as though the dbuf_noread() had
1027          * happened after the free.
1028          */
1029         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
1030                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1031                 dnode_clear_range(dn, db->db_blkid, 1, tx);
1032                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1033                 db->db_freed_in_flight = FALSE;
1034         }
1035
1036         /*
1037          * This buffer is now part of this txg
1038          */
1039         dbuf_add_ref(db, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg);
1040         db->db_dirtycnt += 1;
1041         ASSERT3U(db->db_dirtycnt, <=, 3);
1042
1043         mutex_exit(&db->db_mtx);
1044
1045         if (db->db_blkid == DB_BONUS_BLKID) {
1046                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1047                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1048                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1049                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1050                 dnode_setdirty(dn, tx);
1051                 return (dr);
1052         }
1053
1054         if (db->db_level == 0) {
1055                 dnode_new_blkid(dn, db->db_blkid, tx);
1056                 ASSERT(dn->dn_maxblkid >= db->db_blkid);
1057         }
1058
1059         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1060                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1061                 drop_struct_lock = TRUE;
1062         }
1063
1064         if (db->db_level+1 < dn->dn_nlevels) {
1065                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1066                 dbuf_dirty_record_t *di;
1067                 int parent_held = FALSE;
1068
1069                 if (db->db_parent == NULL || db->db_parent == dn->dn_dbuf) {
1070                         int epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1071
1072                         parent = dbuf_hold_level(dn, db->db_level+1,
1073                             db->db_blkid >> epbs, FTAG);
1074                         parent_held = TRUE;
1075                 }
1076                 if (drop_struct_lock)
1077                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1078                 ASSERT3U(db->db_level+1, ==, parent->db_level);
1079                 di = dbuf_dirty(parent, tx);
1080                 if (parent_held)
1081                         dbuf_rele(parent, FTAG);
1082
1083                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1084                 /*  possible race with dbuf_undirty() */
1085                 if (db->db_last_dirty == dr ||
1086                     dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1087                         mutex_enter(&di->dt.di.dr_mtx);
1088                         ASSERT3U(di->dr_txg, ==, tx->tx_txg);
1089                         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1090                         list_insert_tail(&di->dt.di.dr_children, dr);
1091                         mutex_exit(&di->dt.di.dr_mtx);
1092                         dr->dr_parent = di;
1093                 }
1094                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1095         } else {
1096                 ASSERT(db->db_level+1 == dn->dn_nlevels);
1097                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_nblkptr);
1098                 ASSERT(db->db_parent == NULL ||
1099                     db->db_parent == db->db_dnode->dn_dbuf);
1100                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1101                 ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
1102                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1103                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1104                 if (drop_struct_lock)
1105                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1106         }
1107
1108         dnode_setdirty(dn, tx);
1109         return (dr);
1110 }
1111
1112 static int
1113 dbuf_undirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1114 {
1115         dnode_t *dn = db->db_dnode;
1116         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1117         dbuf_dirty_record_t *dr, **drp;
1118
1119         ASSERT(txg != 0);
1120         ASSERT(db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID);
1121
1122         mutex_enter(&db->db_mtx);
1123
1124         /*
1125          * If this buffer is not dirty, we're done.
1126          */
1127         for (drp = &db->db_last_dirty; (dr = *drp) != NULL; drp = &dr->dr_next)
1128                 if (dr->dr_txg <= txg)
1129                         break;
1130         if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg) {
1131                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1132                 return (0);
1133         }
1134         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
1135
1136         /*
1137          * If this buffer is currently held, we cannot undirty
1138          * it, since one of the current holders may be in the
1139          * middle of an update.  Note that users of dbuf_undirty()
1140          * should not place a hold on the dbuf before the call.
1141          */
1142         if (refcount_count(&db->db_holds) > db->db_dirtycnt) {
1143                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1144                 /* Make sure we don't toss this buffer at sync phase */
1145                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1146                 dnode_clear_range(dn, db->db_blkid, 1, tx);
1147                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1148                 return (0);
1149         }
1150
1151         dprintf_dbuf(db, "size=%llx\n", (u_longlong_t)db->db.db_size);
1152
1153         ASSERT(db->db.db_size != 0);
1154
1155         /* XXX would be nice to fix up dn_towrite_space[] */
1156
1157         *drp = dr->dr_next;
1158
1159         if (dr->dr_parent) {
1160                 mutex_enter(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1161                 list_remove(&dr->dr_parent->dt.di.dr_children, dr);
1162                 mutex_exit(&dr->dr_parent->dt.di.dr_mtx);
1163         } else if (db->db_level+1 == dn->dn_nlevels) {
1164                 ASSERT3P(db->db_parent, ==, dn->dn_dbuf);
1165                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1166                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txg & TXG_MASK], dr);
1167                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1168         }
1169
1170         if (db->db_level == 0) {
1171                 dbuf_unoverride(dr);
1172
1173                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1174                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_data != NULL);
1175                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
1176                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data, db) == 1);
1177         } else {
1178                 ASSERT(db->db_buf != NULL);
1179                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
1180                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
1181                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
1182         }
1183         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1184
1185         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1186         db->db_dirtycnt -= 1;
1187
1188         if (refcount_remove(&db->db_holds, (void *)(uintptr_t)txg) == 0) {
1189                 arc_buf_t *buf = db->db_buf;
1190
1191                 ASSERT(arc_released(buf));
1192                 dbuf_set_data(db, NULL);
1193                 VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db) == 1);
1194                 dbuf_evict(db);
1195                 return (1);
1196         }
1197
1198         mutex_exit(&db->db_mtx);
1199         return (0);
1200 }
1201
1202 #pragma weak dmu_buf_will_dirty = dbuf_will_dirty
1203 void
1204 dbuf_will_dirty(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1205 {
1206         int rf = DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH;
1207
1208         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1209         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1210
1211         if (RW_WRITE_HELD(&db->db_dnode->dn_struct_rwlock))
1212                 rf |= DB_RF_HAVESTRUCT;
1213         (void) dbuf_read(db, NULL, rf);
1214         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1215 }
1216
1217 void
1218 dmu_buf_will_fill(dmu_buf_t *db_fake, dmu_tx_t *tx)
1219 {
1220         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1221
1222         ASSERT(db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID);
1223         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
1224         ASSERT(db->db_level == 0);
1225         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1226
1227         ASSERT(db->db.db_object != DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1228             dmu_tx_private_ok(tx));
1229
1230         dbuf_noread(db);
1231         (void) dbuf_dirty(db, tx);
1232 }
1233
1234 #pragma weak dmu_buf_fill_done = dbuf_fill_done
1235 /* ARGSUSED */
1236 void
1237 dbuf_fill_done(dmu_buf_impl_t *db, dmu_tx_t *tx)
1238 {
1239         mutex_enter(&db->db_mtx);
1240         DBUF_VERIFY(db);
1241
1242         if (db->db_state == DB_FILL) {
1243                 if (db->db_level == 0 && db->db_freed_in_flight) {
1244                         ASSERT(db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID);
1245                         /* we were freed while filling */
1246                         /* XXX dbuf_undirty? */
1247                         bzero(db->db.db_data, db->db.db_size);
1248                         db->db_freed_in_flight = FALSE;
1249                 }
1250                 db->db_state = DB_CACHED;
1251                 cv_broadcast(&db->db_changed);
1252         }
1253         mutex_exit(&db->db_mtx);
1254 }
1255
1256 /*
1257  * "Clear" the contents of this dbuf.  This will mark the dbuf
1258  * EVICTING and clear *most* of its references.  Unfortunetely,
1259  * when we are not holding the dn_dbufs_mtx, we can't clear the
1260  * entry in the dn_dbufs list.  We have to wait until dbuf_destroy()
1261  * in this case.  For callers from the DMU we will usually see:
1262  *      dbuf_clear()->arc_buf_evict()->dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1263  * For the arc callback, we will usually see:
1264  *      dbuf_do_evict()->dbuf_clear();dbuf_destroy()
1265  * Sometimes, though, we will get a mix of these two:
1266  *      DMU: dbuf_clear()->arc_buf_evict()
1267  *      ARC: dbuf_do_evict()->dbuf_destroy()
1268  */
1269 void
1270 dbuf_clear(dmu_buf_impl_t *db)
1271 {
1272         dnode_t *dn = db->db_dnode;
1273         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1274         dmu_buf_impl_t *dndb = dn->dn_dbuf;
1275         int dbuf_gone = FALSE;
1276
1277         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1278         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1279
1280         dbuf_evict_user(db);
1281
1282         if (db->db_state == DB_CACHED) {
1283                 ASSERT(db->db.db_data != NULL);
1284                 if (db->db_blkid == DB_BONUS_BLKID) {
1285                         zio_buf_free(db->db.db_data, DN_MAX_BONUSLEN);
1286                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN);
1287                 }
1288                 db->db.db_data = NULL;
1289                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1290         }
1291
1292         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_UNCACHED);
1293         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1294
1295         db->db_state = DB_EVICTING;
1296         db->db_blkptr = NULL;
1297
1298         if (db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID && MUTEX_HELD(&dn->dn_dbufs_mtx)) {
1299                 list_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1300                 dnode_rele(dn, db);
1301                 db->db_dnode = NULL;
1302         }
1303
1304         if (db->db_buf)
1305                 dbuf_gone = arc_buf_evict(db->db_buf);
1306
1307         if (!dbuf_gone)
1308                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1309
1310         /*
1311          * If this dbuf is referened from an indirect dbuf,
1312          * decrement the ref count on the indirect dbuf.
1313          */
1314         if (parent && parent != dndb)
1315                 dbuf_rele(parent, db);
1316 }
1317
1318 static int
1319 dbuf_findbp(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
1320     dmu_buf_impl_t **parentp, blkptr_t **bpp)
1321 {
1322         int nlevels, epbs;
1323
1324         *parentp = NULL;
1325         *bpp = NULL;
1326
1327         ASSERT(blkid != DB_BONUS_BLKID);
1328
1329         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0)
1330                 nlevels = 1;
1331         else
1332                 nlevels = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1333
1334         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1335
1336         ASSERT3U(level * epbs, <, 64);
1337         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1338         if (level >= nlevels ||
1339             (blkid > (dn->dn_phys->dn_maxblkid >> (level * epbs)))) {
1340                 /* the buffer has no parent yet */
1341                 return (ENOENT);
1342         } else if (level < nlevels-1) {
1343                 /* this block is referenced from an indirect block */
1344                 int err = dbuf_hold_impl(dn, level+1,
1345                     blkid >> epbs, fail_sparse, NULL, parentp);
1346                 if (err)
1347                         return (err);
1348                 err = dbuf_read(*parentp, NULL,
1349                     (DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NOPREFETCH | DB_RF_CANFAIL));
1350                 if (err) {
1351                         dbuf_rele(*parentp, NULL);
1352                         *parentp = NULL;
1353                         return (err);
1354                 }
1355                 *bpp = ((blkptr_t *)(*parentp)->db.db_data) +
1356                     (blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
1357                 return (0);
1358         } else {
1359                 /* the block is referenced from the dnode */
1360                 ASSERT3U(level, ==, nlevels-1);
1361                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nblkptr == 0 ||
1362                     blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
1363                 if (dn->dn_dbuf) {
1364                         dbuf_add_ref(dn->dn_dbuf, NULL);
1365                         *parentp = dn->dn_dbuf;
1366                 }
1367                 *bpp = &dn->dn_phys->dn_blkptr[blkid];
1368                 return (0);
1369         }
1370 }
1371
1372 static dmu_buf_impl_t *
1373 dbuf_create(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid,
1374     dmu_buf_impl_t *parent, blkptr_t *blkptr)
1375 {
1376         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
1377         dmu_buf_impl_t *db, *odb;
1378
1379         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1380         ASSERT(dn->dn_type != DMU_OT_NONE);
1381
1382         db = kmem_cache_alloc(dbuf_cache, KM_SLEEP);
1383
1384         db->db_objset = os;
1385         db->db.db_object = dn->dn_object;
1386         db->db_level = level;
1387         db->db_blkid = blkid;
1388         db->db_last_dirty = NULL;
1389         db->db_dirtycnt = 0;
1390         db->db_dnode = dn;
1391         db->db_parent = parent;
1392         db->db_blkptr = blkptr;
1393
1394         db->db_user_ptr = NULL;
1395         db->db_user_data_ptr_ptr = NULL;
1396         db->db_evict_func = NULL;
1397         db->db_immediate_evict = 0;
1398         db->db_freed_in_flight = 0;
1399
1400         if (blkid == DB_BONUS_BLKID) {
1401                 ASSERT3P(parent, ==, dn->dn_dbuf);
1402                 db->db.db_size = DN_MAX_BONUSLEN -
1403                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
1404                 ASSERT3U(db->db.db_size, >=, dn->dn_bonuslen);
1405                 db->db.db_offset = DB_BONUS_BLKID;
1406                 db->db_state = DB_UNCACHED;
1407                 /* the bonus dbuf is not placed in the hash table */
1408                 arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t));
1409                 return (db);
1410         } else {
1411                 int blocksize =
1412                     db->db_level ? 1<<dn->dn_indblkshift :  dn->dn_datablksz;
1413                 db->db.db_size = blocksize;
1414                 db->db.db_offset = db->db_blkid * blocksize;
1415         }
1416
1417         /*
1418          * Hold the dn_dbufs_mtx while we get the new dbuf
1419          * in the hash table *and* added to the dbufs list.
1420          * This prevents a possible deadlock with someone
1421          * trying to look up this dbuf before its added to the
1422          * dn_dbufs list.
1423          */
1424         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1425         db->db_state = DB_EVICTING;
1426         if ((odb = dbuf_hash_insert(db)) != NULL) {
1427                 /* someone else inserted it first */
1428                 kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
1429                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1430                 return (odb);
1431         }
1432         list_insert_head(&dn->dn_dbufs, db);
1433         db->db_state = DB_UNCACHED;
1434         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1435         arc_space_consume(sizeof (dmu_buf_impl_t));
1436
1437         if (parent && parent != dn->dn_dbuf)
1438                 dbuf_add_ref(parent, db);
1439
1440         ASSERT(dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT ||
1441             refcount_count(&dn->dn_holds) > 0);
1442         (void) refcount_add(&dn->dn_holds, db);
1443
1444         dprintf_dbuf(db, "db=%p\n", db);
1445
1446         return (db);
1447 }
1448
1449 static int
1450 dbuf_do_evict(void *private)
1451 {
1452         arc_buf_t *buf = private;
1453         dmu_buf_impl_t *db = buf->b_private;
1454
1455         if (!MUTEX_HELD(&db->db_mtx))
1456                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1457
1458         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1459
1460         if (db->db_state != DB_EVICTING) {
1461                 ASSERT(db->db_state == DB_CACHED);
1462                 DBUF_VERIFY(db);
1463                 db->db_buf = NULL;
1464                 dbuf_evict(db);
1465         } else {
1466                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1467                 dbuf_destroy(db);
1468         }
1469         return (0);
1470 }
1471
1472 static void
1473 dbuf_destroy(dmu_buf_impl_t *db)
1474 {
1475         ASSERT(refcount_is_zero(&db->db_holds));
1476
1477         if (db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID) {
1478                 /*
1479                  * If this dbuf is still on the dn_dbufs list,
1480                  * remove it from that list.
1481                  */
1482                 if (db->db_dnode) {
1483                         dnode_t *dn = db->db_dnode;
1484
1485                         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1486                         list_remove(&dn->dn_dbufs, db);
1487                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1488
1489                         dnode_rele(dn, db);
1490                         db->db_dnode = NULL;
1491                 }
1492                 dbuf_hash_remove(db);
1493         }
1494         db->db_parent = NULL;
1495         db->db_buf = NULL;
1496
1497         ASSERT(!list_link_active(&db->db_link));
1498         ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1499         ASSERT(db->db_hash_next == NULL);
1500         ASSERT(db->db_blkptr == NULL);
1501         ASSERT(db->db_data_pending == NULL);
1502
1503         kmem_cache_free(dbuf_cache, db);
1504         arc_space_return(sizeof (dmu_buf_impl_t));
1505 }
1506
1507 void
1508 dbuf_prefetch(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1509 {
1510         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1511         blkptr_t *bp = NULL;
1512
1513         ASSERT(blkid != DB_BONUS_BLKID);
1514         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1515
1516         if (dnode_block_freed(dn, blkid))
1517                 return;
1518
1519         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
1520         if (db = dbuf_find(dn, 0, blkid)) {
1521                 if (refcount_count(&db->db_holds) > 0) {
1522                         /*
1523                          * This dbuf is active.  We assume that it is
1524                          * already CACHED, or else about to be either
1525                          * read or filled.
1526                          */
1527                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1528                         return;
1529                 }
1530                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1531                 db = NULL;
1532         }
1533
1534         if (dbuf_findbp(dn, 0, blkid, TRUE, &db, &bp) == 0) {
1535                 if (bp && !BP_IS_HOLE(bp)) {
1536                         uint32_t aflags = ARC_NOWAIT | ARC_PREFETCH;
1537                         zbookmark_t zb;
1538                         zb.zb_objset = dn->dn_objset->os_dsl_dataset ?
1539                             dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_object : 0;
1540                         zb.zb_object = dn->dn_object;
1541                         zb.zb_level = 0;
1542                         zb.zb_blkid = blkid;
1543
1544                         (void) arc_read(NULL, dn->dn_objset->os_spa, bp,
1545                             dmu_ot[dn->dn_type].ot_byteswap,
1546                             NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_ASYNC_READ,
1547                             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_SPECULATIVE,
1548                             &aflags, &zb);
1549                 }
1550                 if (db)
1551                         dbuf_rele(db, NULL);
1552         }
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Returns with db_holds incremented, and db_mtx not held.
1557  * Note: dn_struct_rwlock must be held.
1558  */
1559 int
1560 dbuf_hold_impl(dnode_t *dn, uint8_t level, uint64_t blkid, int fail_sparse,
1561     void *tag, dmu_buf_impl_t **dbp)
1562 {
1563         dmu_buf_impl_t *db, *parent = NULL;
1564
1565         ASSERT(blkid != DB_BONUS_BLKID);
1566         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1567         ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >, level);
1568
1569         *dbp = NULL;
1570 top:
1571         /* dbuf_find() returns with db_mtx held */
1572         db = dbuf_find(dn, level, blkid);
1573
1574         if (db == NULL) {
1575                 blkptr_t *bp = NULL;
1576                 int err;
1577
1578                 ASSERT3P(parent, ==, NULL);
1579                 err = dbuf_findbp(dn, level, blkid, fail_sparse, &parent, &bp);
1580                 if (fail_sparse) {
1581                         if (err == 0 && bp && BP_IS_HOLE(bp))
1582                                 err = ENOENT;
1583                         if (err) {
1584                                 if (parent)
1585                                         dbuf_rele(parent, NULL);
1586                                 return (err);
1587                         }
1588                 }
1589                 if (err && err != ENOENT)
1590                         return (err);
1591                 db = dbuf_create(dn, level, blkid, parent, bp);
1592         }
1593
1594         if (db->db_buf && refcount_is_zero(&db->db_holds)) {
1595                 arc_buf_add_ref(db->db_buf, db);
1596                 if (db->db_buf->b_data == NULL) {
1597                         dbuf_clear(db);
1598                         if (parent) {
1599                                 dbuf_rele(parent, NULL);
1600                                 parent = NULL;
1601                         }
1602                         goto top;
1603                 }
1604                 ASSERT3P(db->db.db_data, ==, db->db_buf->b_data);
1605         }
1606
1607         ASSERT(db->db_buf == NULL || arc_referenced(db->db_buf));
1608
1609         /*
1610          * If this buffer is currently syncing out, and we are are
1611          * still referencing it from db_data, we need to make a copy
1612          * of it in case we decide we want to dirty it again in this txg.
1613          */
1614         if (db->db_level == 0 && db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID &&
1615             dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT &&
1616             db->db_state == DB_CACHED && db->db_data_pending) {
1617                 dbuf_dirty_record_t *dr = db->db_data_pending;
1618
1619                 if (dr->dt.dl.dr_data == db->db_buf) {
1620                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
1621
1622                         dbuf_set_data(db,
1623                             arc_buf_alloc(db->db_dnode->dn_objset->os_spa,
1624                             db->db.db_size, db, type));
1625                         bcopy(dr->dt.dl.dr_data->b_data, db->db.db_data,
1626                             db->db.db_size);
1627                 }
1628         }
1629
1630         (void) refcount_add(&db->db_holds, tag);
1631         dbuf_update_data(db);
1632         DBUF_VERIFY(db);
1633         mutex_exit(&db->db_mtx);
1634
1635         /* NOTE: we can't rele the parent until after we drop the db_mtx */
1636         if (parent)
1637                 dbuf_rele(parent, NULL);
1638
1639         ASSERT3P(db->db_dnode, ==, dn);
1640         ASSERT3U(db->db_blkid, ==, blkid);
1641         ASSERT3U(db->db_level, ==, level);
1642         *dbp = db;
1643
1644         return (0);
1645 }
1646
1647 dmu_buf_impl_t *
1648 dbuf_hold(dnode_t *dn, uint64_t blkid, void *tag)
1649 {
1650         dmu_buf_impl_t *db;
1651         int err = dbuf_hold_impl(dn, 0, blkid, FALSE, tag, &db);
1652         return (err ? NULL : db);
1653 }
1654
1655 dmu_buf_impl_t *
1656 dbuf_hold_level(dnode_t *dn, int level, uint64_t blkid, void *tag)
1657 {
1658         dmu_buf_impl_t *db;
1659         int err = dbuf_hold_impl(dn, level, blkid, FALSE, tag, &db);
1660         return (err ? NULL : db);
1661 }
1662
1663 void
1664 dbuf_create_bonus(dnode_t *dn)
1665 {
1666         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1667
1668         ASSERT(dn->dn_bonus == NULL);
1669         dn->dn_bonus = dbuf_create(dn, 0, DB_BONUS_BLKID, dn->dn_dbuf, NULL);
1670 }
1671
1672 #pragma weak dmu_buf_add_ref = dbuf_add_ref
1673 void
1674 dbuf_add_ref(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
1675 {
1676         int64_t holds = refcount_add(&db->db_holds, tag);
1677         ASSERT(holds > 1);
1678 }
1679
1680 #pragma weak dmu_buf_rele = dbuf_rele
1681 void
1682 dbuf_rele(dmu_buf_impl_t *db, void *tag)
1683 {
1684         int64_t holds;
1685
1686         mutex_enter(&db->db_mtx);
1687         DBUF_VERIFY(db);
1688
1689         holds = refcount_remove(&db->db_holds, tag);
1690         ASSERT(holds >= 0);
1691
1692         /*
1693          * We can't freeze indirects if there is a possibility that they
1694          * may be modified in the current syncing context.
1695          */
1696         if (db->db_buf && holds == (db->db_level == 0 ? db->db_dirtycnt : 0))
1697                 arc_buf_freeze(db->db_buf);
1698
1699         if (holds == db->db_dirtycnt &&
1700             db->db_level == 0 && db->db_immediate_evict)
1701                 dbuf_evict_user(db);
1702
1703         if (holds == 0) {
1704                 if (db->db_blkid == DB_BONUS_BLKID) {
1705                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1706                         dnode_rele(db->db_dnode, db);
1707                 } else if (db->db_buf == NULL) {
1708                         /*
1709                          * This is a special case: we never associated this
1710                          * dbuf with any data allocated from the ARC.
1711                          */
1712                         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_UNCACHED);
1713                         dbuf_evict(db);
1714                 } else if (arc_released(db->db_buf)) {
1715                         arc_buf_t *buf = db->db_buf;
1716                         /*
1717                          * This dbuf has anonymous data associated with it.
1718                          */
1719                         dbuf_set_data(db, NULL);
1720                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, db) == 1);
1721                         dbuf_evict(db);
1722                 } else {
1723                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(db->db_buf, db) == 0);
1724                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1725                 }
1726         } else {
1727                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1728         }
1729 }
1730
1731 #pragma weak dmu_buf_refcount = dbuf_refcount
1732 uint64_t
1733 dbuf_refcount(dmu_buf_impl_t *db)
1734 {
1735         return (refcount_count(&db->db_holds));
1736 }
1737
1738 void *
1739 dmu_buf_set_user(dmu_buf_t *db_fake, void *user_ptr, void *user_data_ptr_ptr,
1740     dmu_buf_evict_func_t *evict_func)
1741 {
1742         return (dmu_buf_update_user(db_fake, NULL, user_ptr,
1743             user_data_ptr_ptr, evict_func));
1744 }
1745
1746 void *
1747 dmu_buf_set_user_ie(dmu_buf_t *db_fake, void *user_ptr, void *user_data_ptr_ptr,
1748     dmu_buf_evict_func_t *evict_func)
1749 {
1750         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1751
1752         db->db_immediate_evict = TRUE;
1753         return (dmu_buf_update_user(db_fake, NULL, user_ptr,
1754             user_data_ptr_ptr, evict_func));
1755 }
1756
1757 void *
1758 dmu_buf_update_user(dmu_buf_t *db_fake, void *old_user_ptr, void *user_ptr,
1759     void *user_data_ptr_ptr, dmu_buf_evict_func_t *evict_func)
1760 {
1761         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1762         ASSERT(db->db_level == 0);
1763
1764         ASSERT((user_ptr == NULL) == (evict_func == NULL));
1765
1766         mutex_enter(&db->db_mtx);
1767
1768         if (db->db_user_ptr == old_user_ptr) {
1769                 db->db_user_ptr = user_ptr;
1770                 db->db_user_data_ptr_ptr = user_data_ptr_ptr;
1771                 db->db_evict_func = evict_func;
1772
1773                 dbuf_update_data(db);
1774         } else {
1775                 old_user_ptr = db->db_user_ptr;
1776         }
1777
1778         mutex_exit(&db->db_mtx);
1779         return (old_user_ptr);
1780 }
1781
1782 void *
1783 dmu_buf_get_user(dmu_buf_t *db_fake)
1784 {
1785         dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
1786         ASSERT(!refcount_is_zero(&db->db_holds));
1787
1788         return (db->db_user_ptr);
1789 }
1790
1791 static void
1792 dbuf_check_blkptr(dnode_t *dn, dmu_buf_impl_t *db)
1793 {
1794         /* ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx) */
1795         ASSERT(MUTEX_HELD(&db->db_mtx));
1796
1797         if (db->db_blkptr != NULL)
1798                 return;
1799
1800         if (db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1) {
1801                 /*
1802                  * This buffer was allocated at a time when there was
1803                  * no available blkptrs from the dnode, or it was
1804                  * inappropriate to hook it in (i.e., nlevels mis-match).
1805                  */
1806                 ASSERT(db->db_blkid < dn->dn_phys->dn_nblkptr);
1807                 ASSERT(db->db_parent == NULL);
1808                 db->db_parent = dn->dn_dbuf;
1809                 db->db_blkptr = &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid];
1810                 DBUF_VERIFY(db);
1811         } else {
1812                 dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
1813                 int epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1814
1815                 ASSERT(dn->dn_phys->dn_nlevels > 1);
1816                 if (parent == NULL) {
1817                         mutex_exit(&db->db_mtx);
1818                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1819                         (void) dbuf_hold_impl(dn, db->db_level+1,
1820                             db->db_blkid >> epbs, FALSE, db, &parent);
1821                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1822                         mutex_enter(&db->db_mtx);
1823                         db->db_parent = parent;
1824                 }
1825                 db->db_blkptr = (blkptr_t *)parent->db.db_data +
1826                     (db->db_blkid & ((1ULL << epbs) - 1));
1827                 DBUF_VERIFY(db);
1828         }
1829 }
1830
1831 static void
1832 dbuf_sync_indirect(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
1833 {
1834         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1835         dnode_t *dn = db->db_dnode;
1836         zio_t *zio;
1837
1838         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1839
1840         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
1841
1842         mutex_enter(&db->db_mtx);
1843
1844         ASSERT(db->db_level > 0);
1845         DBUF_VERIFY(db);
1846
1847         if (db->db_buf == NULL) {
1848                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1849                 (void) dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED);
1850                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1851         }
1852         ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1853         ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
1854         ASSERT(db->db_buf != NULL);
1855
1856         dbuf_check_blkptr(dn, db);
1857
1858         db->db_data_pending = dr;
1859
1860         arc_release(db->db_buf, db);
1861         mutex_exit(&db->db_mtx);
1862
1863         /*
1864          * XXX -- we should design a compression algorithm
1865          * that specializes in arrays of bps.
1866          */
1867         dbuf_write(dr, db->db_buf, ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4,
1868             zfs_mdcomp_disable ? ZIO_COMPRESS_EMPTY : ZIO_COMPRESS_LZJB, tx);
1869
1870         zio = dr->dr_zio;
1871         mutex_enter(&dr->dt.di.dr_mtx);
1872         dbuf_sync_list(&dr->dt.di.dr_children, tx);
1873         ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
1874         mutex_exit(&dr->dt.di.dr_mtx);
1875         zio_nowait(zio);
1876 }
1877
1878 static void
1879 dbuf_sync_leaf(dbuf_dirty_record_t *dr, dmu_tx_t *tx)
1880 {
1881         arc_buf_t **datap = &dr->dt.dl.dr_data;
1882         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
1883         dnode_t *dn = db->db_dnode;
1884         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
1885         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1886         int checksum, compress;
1887         int blksz;
1888
1889         ASSERT(dmu_tx_is_syncing(tx));
1890
1891         dprintf_dbuf_bp(db, db->db_blkptr, "blkptr=%p", db->db_blkptr);
1892
1893         mutex_enter(&db->db_mtx);
1894         /*
1895          * To be synced, we must be dirtied.  But we
1896          * might have been freed after the dirty.
1897          */
1898         if (db->db_state == DB_UNCACHED) {
1899                 /* This buffer has been freed since it was dirtied */
1900                 ASSERT(db->db.db_data == NULL);
1901         } else if (db->db_state == DB_FILL) {
1902                 /* This buffer was freed and is now being re-filled */
1903                 ASSERT(db->db.db_data != dr->dt.dl.dr_data);
1904         } else {
1905                 ASSERT3U(db->db_state, ==, DB_CACHED);
1906         }
1907         DBUF_VERIFY(db);
1908
1909         /*
1910          * If this is a bonus buffer, simply copy the bonus data into the
1911          * dnode.  It will be written out when the dnode is synced (and it
1912          * will be synced, since it must have been dirty for dbuf_sync to
1913          * be called).
1914          */
1915         if (db->db_blkid == DB_BONUS_BLKID) {
1916                 dbuf_dirty_record_t **drp;
1917
1918                 ASSERT(*datap != NULL);
1919                 ASSERT3U(db->db_level, ==, 0);
1920                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
1921                 bcopy(*datap, DN_BONUS(dn->dn_phys), dn->dn_phys->dn_bonuslen);
1922                 if (*datap != db->db.db_data) {
1923                         zio_buf_free(*datap, DN_MAX_BONUSLEN);
1924                         arc_space_return(DN_MAX_BONUSLEN);
1925                 }
1926                 db->db_data_pending = NULL;
1927                 drp = &db->db_last_dirty;
1928                 while (*drp != dr)
1929                         drp = &(*drp)->dr_next;
1930                 ASSERT(dr->dr_next == NULL);
1931                 *drp = dr->dr_next;
1932                 kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
1933                 ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
1934                 db->db_dirtycnt -= 1;
1935                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1936                 dbuf_rele(db, (void *)(uintptr_t)txg);
1937                 return;
1938         }
1939
1940         /*
1941          * This function may have dropped the db_mtx lock allowing a dmu_sync
1942          * operation to sneak in. As a result, we need to ensure that we
1943          * don't check the dr_override_state until we have returned from
1944          * dbuf_check_blkptr.
1945          */
1946         dbuf_check_blkptr(dn, db);
1947
1948         /*
1949          * If this buffer is in the middle of an immdiate write,
1950          * wait for the synchronous IO to complete.
1951          */
1952         while (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
1953                 ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT);
1954                 cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
1955                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state != DR_NOT_OVERRIDDEN);
1956         }
1957
1958         /*
1959          * If this dbuf has already been written out via an immediate write,
1960          * just complete the write by copying over the new block pointer and
1961          * updating the accounting via the write-completion functions.
1962          */
1963         if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
1964                 zio_t zio_fake;
1965
1966                 zio_fake.io_private = &db;
1967                 zio_fake.io_error = 0;
1968                 zio_fake.io_bp = db->db_blkptr;
1969                 zio_fake.io_bp_orig = *db->db_blkptr;
1970                 zio_fake.io_txg = txg;
1971
1972                 *db->db_blkptr = dr->dt.dl.dr_overridden_by;
1973                 dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
1974                 db->db_data_pending = dr;
1975                 dr->dr_zio = &zio_fake;
1976                 mutex_exit(&db->db_mtx);
1977
1978                 if (BP_IS_OLDER(&zio_fake.io_bp_orig, txg))
1979                         dsl_dataset_block_kill(os->os_dsl_dataset,
1980                             &zio_fake.io_bp_orig, dn->dn_zio, tx);
1981
1982                 dbuf_write_ready(&zio_fake, db->db_buf, db);
1983                 dbuf_write_done(&zio_fake, db->db_buf, db);
1984
1985                 return;
1986         }
1987
1988         blksz = arc_buf_size(*datap);
1989
1990         if (dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT) {
1991                 /*
1992                  * If this buffer is currently "in use" (i.e., there are
1993                  * active holds and db_data still references it), then make
1994                  * a copy before we start the write so that any modifications
1995                  * from the open txg will not leak into this write.
1996                  *
1997                  * NOTE: this copy does not need to be made for objects only
1998                  * modified in the syncing context (e.g. DNONE_DNODE blocks).
1999                  */
2000                 if (refcount_count(&db->db_holds) > 1 && *datap == db->db_buf) {
2001                         arc_buf_contents_t type = DBUF_GET_BUFC_TYPE(db);
2002                         *datap = arc_buf_alloc(os->os_spa, blksz, db, type);
2003                         bcopy(db->db.db_data, (*datap)->b_data, blksz);
2004                 }
2005         } else {
2006                 /*
2007                  * Private object buffers are released here rather
2008                  * than in dbuf_dirty() since they are only modified
2009                  * in the syncing context and we don't want the
2010                  * overhead of making multiple copies of the data.
2011                  */
2012                 arc_release(db->db_buf, db);
2013         }
2014
2015         ASSERT(*datap != NULL);
2016         db->db_data_pending = dr;
2017
2018         mutex_exit(&db->db_mtx);
2019
2020         /*
2021          * Allow dnode settings to override objset settings,
2022          * except for metadata checksums.
2023          */
2024         if (dmu_ot[dn->dn_type].ot_metadata) {
2025                 checksum = os->os_md_checksum;
2026                 compress = zio_compress_select(dn->dn_compress,
2027                     os->os_md_compress);
2028         } else {
2029                 checksum = zio_checksum_select(dn->dn_checksum,
2030                     os->os_checksum);
2031                 compress = zio_compress_select(dn->dn_compress,
2032                     os->os_compress);
2033         }
2034
2035         dbuf_write(dr, *datap, checksum, compress, tx);
2036
2037         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2038         if (dn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT)
2039                 list_insert_tail(&dn->dn_dirty_records[txg&TXG_MASK], dr);
2040         else
2041                 zio_nowait(dr->dr_zio);
2042 }
2043
2044 void
2045 dbuf_sync_list(list_t *list, dmu_tx_t *tx)
2046 {
2047         dbuf_dirty_record_t *dr;
2048
2049         while (dr = list_head(list)) {
2050                 if (dr->dr_zio != NULL) {
2051                         /*
2052                          * If we find an already initialized zio then we
2053                          * are processing the meta-dnode, and we have finished.
2054                          * The dbufs for all dnodes are put back on the list
2055                          * during processing, so that we can zio_wait()
2056                          * these IOs after initiating all child IOs.
2057                          */
2058                         ASSERT3U(dr->dr_dbuf->db.db_object, ==,
2059                             DMU_META_DNODE_OBJECT);
2060                         break;
2061                 }
2062                 list_remove(list, dr);
2063                 if (dr->dr_dbuf->db_level > 0)
2064                         dbuf_sync_indirect(dr, tx);
2065                 else
2066                         dbuf_sync_leaf(dr, tx);
2067         }
2068 }
2069
2070 static void
2071 dbuf_write(dbuf_dirty_record_t *dr, arc_buf_t *data, int checksum,
2072     int compress, dmu_tx_t *tx)
2073 {
2074         dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
2075         dnode_t *dn = db->db_dnode;
2076         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
2077         dmu_buf_impl_t *parent = db->db_parent;
2078         uint64_t txg = tx->tx_txg;
2079         zbookmark_t zb;
2080         zio_t *zio;
2081         int zio_flags;
2082
2083         if (parent != dn->dn_dbuf) {
2084                 ASSERT(parent && parent->db_data_pending);
2085                 ASSERT(db->db_level == parent->db_level-1);
2086                 ASSERT(arc_released(parent->db_buf));
2087                 zio = parent->db_data_pending->dr_zio;
2088         } else {
2089                 ASSERT(db->db_level == dn->dn_phys->dn_nlevels-1);
2090                 ASSERT3P(db->db_blkptr, ==,
2091                     &dn->dn_phys->dn_blkptr[db->db_blkid]);
2092                 zio = dn->dn_zio;
2093         }
2094
2095         ASSERT(db->db_level == 0 || data == db->db_buf);
2096         ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_birth, <=, txg);
2097         ASSERT(zio);
2098
2099         zb.zb_objset = os->os_dsl_dataset ? os->os_dsl_dataset->ds_object : 0;
2100         zb.zb_object = db->db.db_object;
2101         zb.zb_level = db->db_level;
2102         zb.zb_blkid = db->db_blkid;
2103
2104         zio_flags = ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED;
2105         if (dmu_ot[dn->dn_type].ot_metadata || zb.zb_level != 0)
2106                 zio_flags |= ZIO_FLAG_METADATA;
2107         if (BP_IS_OLDER(db->db_blkptr, txg))
2108                 dsl_dataset_block_kill(
2109                     os->os_dsl_dataset, db->db_blkptr, zio, tx);
2110
2111         dr->dr_zio = arc_write(zio, os->os_spa, checksum, compress,
2112             dmu_get_replication_level(os, &zb, dn->dn_type), txg,
2113             db->db_blkptr, data, dbuf_write_ready, dbuf_write_done, db,
2114             ZIO_PRIORITY_ASYNC_WRITE, zio_flags, &zb);
2115 }
2116
2117 /* ARGSUSED */
2118 static void
2119 dbuf_write_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
2120 {
2121         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
2122         dnode_t *dn = db->db_dnode;
2123         objset_impl_t *os = dn->dn_objset;
2124         blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig;
2125         uint64_t fill = 0;
2126         int old_size, new_size, i;
2127
2128         dprintf_dbuf_bp(db, bp_orig, "bp_orig: %s", "");
2129
2130         old_size = bp_get_dasize(os->os_spa, bp_orig);
2131         new_size = bp_get_dasize(os->os_spa, zio->io_bp);
2132
2133         dnode_diduse_space(dn, new_size-old_size);
2134
2135         if (BP_IS_HOLE(zio->io_bp)) {
2136                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
2137                 dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
2138
2139                 if (bp_orig->blk_birth == tx->tx_txg)
2140                         dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, NULL, tx);
2141                 ASSERT3U(db->db_blkptr->blk_fill, ==, 0);
2142                 return;
2143         }
2144
2145         mutex_enter(&db->db_mtx);
2146
2147         if (db->db_level == 0) {
2148                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2149                 if (db->db_blkid > dn->dn_phys->dn_maxblkid)
2150                         dn->dn_phys->dn_maxblkid = db->db_blkid;
2151                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2152
2153                 if (dn->dn_type == DMU_OT_DNODE) {
2154                         dnode_phys_t *dnp = db->db.db_data;
2155                         for (i = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT; i > 0;
2156                             i--, dnp++) {
2157                                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
2158                                         fill++;
2159                         }
2160                 } else {
2161                         fill = 1;
2162                 }
2163         } else {
2164                 blkptr_t *bp = db->db.db_data;
2165                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2166                 for (i = db->db.db_size >> SPA_BLKPTRSHIFT; i > 0; i--, bp++) {
2167                         if (BP_IS_HOLE(bp))
2168                                 continue;
2169                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(bp), ==,
2170                             db->db_level == 1 ? dn->dn_datablksz :
2171                             (1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift));
2172                         fill += bp->blk_fill;
2173                 }
2174         }
2175
2176         db->db_blkptr->blk_fill = fill;
2177         BP_SET_TYPE(db->db_blkptr, dn->dn_type);
2178         BP_SET_LEVEL(db->db_blkptr, db->db_level);
2179
2180         mutex_exit(&db->db_mtx);
2181
2182         /* We must do this after we've set the bp's type and level */
2183         if (!DVA_EQUAL(BP_IDENTITY(zio->io_bp), BP_IDENTITY(bp_orig))) {
2184                 dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
2185                 dmu_tx_t *tx = os->os_synctx;
2186
2187                 if (bp_orig->blk_birth == tx->tx_txg)
2188                         dsl_dataset_block_kill(ds, bp_orig, NULL, tx);
2189                 dsl_dataset_block_born(ds, zio->io_bp, tx);
2190         }
2191 }
2192
2193 /* ARGSUSED */
2194 static void
2195 dbuf_write_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *vdb)
2196 {
2197         dmu_buf_impl_t *db = vdb;
2198         uint64_t txg = zio->io_txg;
2199         dbuf_dirty_record_t **drp, *dr;
2200
2201         ASSERT3U(zio->io_error, ==, 0);
2202
2203         mutex_enter(&db->db_mtx);
2204
2205         drp = &db->db_last_dirty;
2206         while ((dr = *drp) != db->db_data_pending)
2207                 drp = &dr->dr_next;
2208         ASSERT(!list_link_active(&dr->dr_dirty_node));
2209         ASSERT(dr->dr_txg == txg);
2210         ASSERT(dr->dr_next == NULL);
2211         *drp = dr->dr_next;
2212
2213         if (db->db_level == 0) {
2214                 ASSERT(db->db_blkid != DB_BONUS_BLKID);
2215                 ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
2216
2217                 if (dr->dt.dl.dr_data != db->db_buf)
2218                         VERIFY(arc_buf_remove_ref(dr->dt.dl.dr_data, db) == 1);
2219                 else if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))
2220                         arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
2221                 else
2222                         ASSERT(arc_released(db->db_buf));
2223         } else {
2224                 dnode_t *dn = db->db_dnode;
2225
2226                 ASSERT(list_head(&dr->dt.di.dr_children) == NULL);
2227                 ASSERT3U(db->db.db_size, ==, 1<<dn->dn_phys->dn_indblkshift);
2228                 if (!BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
2229                         int epbs =
2230                             dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2231                         ASSERT3U(BP_GET_LSIZE(db->db_blkptr), ==,
2232                             db->db.db_size);
2233                         ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_maxblkid
2234                             >> (db->db_level * epbs), >=, db->db_blkid);
2235                         arc_set_callback(db->db_buf, dbuf_do_evict, db);
2236                 }
2237                 mutex_destroy(&dr->dt.di.dr_mtx);
2238                 list_destroy(&dr->dt.di.dr_children);
2239         }
2240         kmem_free(dr, sizeof (dbuf_dirty_record_t));
2241
2242         cv_broadcast(&db->db_changed);
2243         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2244         db->db_dirtycnt -= 1;
2245         db->db_data_pending = NULL;
2246         mutex_exit(&db->db_mtx);
2247
2248         dprintf_dbuf_bp(db, zio->io_bp, "bp: %s", "");
2249
2250         dbuf_rele(db, (void *)(uintptr_t)txg);
2251 }