Update core ZFS code from build 121 to build 141.
[zfs.git] / module / zfs / dmu.c
index d864682..5b87c81 100644 (file)
@@ -19,8 +19,7 @@
  * CDDL HEADER END
  */
 /*
- * Copyright 2009 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
- * Use is subject to license terms.
+ * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  */
 
 #include <sys/dmu.h>
@@ -40,6 +39,7 @@
 #include <sys/zfs_ioctl.h>
 #include <sys/zap.h>
 #include <sys/zio_checksum.h>
+#include <sys/sa.h>
 #ifdef _KERNEL
 #include <sys/vmsystm.h>
 #include <sys/zfs_znode.h>
@@ -51,8 +51,8 @@ const dmu_object_type_info_t dmu_ot[DMU_OT_NUMTYPES] = {
        {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "object array"          },
        {       byteswap_uint8_array,   TRUE,   "packed nvlist"         },
        {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "packed nvlist size"    },
-       {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "bplist"                },
-       {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "bplist header"         },
+       {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "bpobj"                 },
+       {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "bpobj header"          },
        {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "SPA space map header"  },
        {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "SPA space map"         },
        {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "ZIL intent log"        },
@@ -84,22 +84,38 @@ const dmu_object_type_info_t dmu_ot[DMU_OT_NUMTYPES] = {
        {       byteswap_uint8_array,   TRUE,   "FUID table"            },
        {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "FUID table size"       },
        {       zap_byteswap,           TRUE,   "DSL dataset next clones"},
-       {       zap_byteswap,           TRUE,   "scrub work queue"      },
+       {       zap_byteswap,           TRUE,   "scan work queue"       },
        {       zap_byteswap,           TRUE,   "ZFS user/group used"   },
        {       zap_byteswap,           TRUE,   "ZFS user/group quota"  },
        {       zap_byteswap,           TRUE,   "snapshot refcount tags"},
+       {       zap_byteswap,           TRUE,   "DDT ZAP algorithm"     },
+       {       zap_byteswap,           TRUE,   "DDT statistics"        },
+       {       byteswap_uint8_array,   TRUE,   "System attributes"     },
+       {       zap_byteswap,           TRUE,   "SA master node"        },
+       {       zap_byteswap,           TRUE,   "SA attr registration"  },
+       {       zap_byteswap,           TRUE,   "SA attr layouts"       },
+       {       zap_byteswap,           TRUE,   "scan translations"     },
+       {       byteswap_uint8_array,   FALSE,  "deduplicated block"    },
+       {       zap_byteswap,           TRUE,   "DSL deadlist map"      },
+       {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "DSL deadlist map hdr"  },
+       {       zap_byteswap,           TRUE,   "DSL dir clones"        },
+       {       byteswap_uint64_array,  TRUE,   "bpobj subobj"          },
 };
 
 int
 dmu_buf_hold(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
-    void *tag, dmu_buf_t **dbp)
+    void *tag, dmu_buf_t **dbp, int flags)
 {
        dnode_t *dn;
        uint64_t blkid;
        dmu_buf_impl_t *db;
        int err;
+       int db_flags = DB_RF_CANFAIL;
 
-       err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH)
+               db_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
+
+       err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (err)
                return (err);
        blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
@@ -109,7 +125,7 @@ dmu_buf_hold(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
        if (db == NULL) {
                err = EIO;
        } else {
-               err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
+               err = dbuf_read(db, NULL, db_flags);
                if (err) {
                        dbuf_rele(db, tag);
                        db = NULL;
@@ -140,6 +156,36 @@ dmu_set_bonus(dmu_buf_t *db, int newsize, dmu_tx_t *tx)
        return (0);
 }
 
+int
+dmu_set_bonustype(dmu_buf_t *db, dmu_object_type_t type, dmu_tx_t *tx)
+{
+       dnode_t *dn = ((dmu_buf_impl_t *)db)->db_dnode;
+
+       if (type > DMU_OT_NUMTYPES)
+               return (EINVAL);
+
+       if (dn->dn_bonus != (dmu_buf_impl_t *)db)
+               return (EINVAL);
+
+       dnode_setbonus_type(dn, type, tx);
+       return (0);
+}
+
+int
+dmu_rm_spill(objset_t *os, uint64_t object, dmu_tx_t *tx)
+{
+       dnode_t *dn;
+       int error;
+
+       error = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
+       dbuf_rm_spill(dn, tx);
+       rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
+       dnode_rm_spill(dn, tx);
+       rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
+       dnode_rele(dn, FTAG);
+       return (error);
+}
+
 /*
  * returns ENOENT, EIO, or 0.
  */
@@ -150,7 +196,7 @@ dmu_bonus_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
        dmu_buf_impl_t *db;
        int error;
 
-       error = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       error = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (error)
                return (error);
 
@@ -170,13 +216,68 @@ dmu_bonus_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
 
        dnode_rele(dn, FTAG);
 
-       VERIFY(0 == dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED));
+       VERIFY(0 == dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED | DB_RF_NOPREFETCH));
 
        *dbp = &db->db;
        return (0);
 }
 
 /*
+ * returns ENOENT, EIO, or 0.
+ *
+ * This interface will allocate a blank spill dbuf when a spill blk
+ * doesn't already exist on the dnode.
+ *
+ * if you only want to find an already existing spill db, then
+ * dmu_spill_hold_existing() should be used.
+ */
+int
+dmu_spill_hold_by_dnode(dnode_t *dn, uint32_t flags, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
+{
+       dmu_buf_impl_t *db = NULL;
+       int err;
+
+       if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
+               rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
+
+       db = dbuf_hold(dn, DMU_SPILL_BLKID, tag);
+
+       if ((flags & DB_RF_HAVESTRUCT) == 0)
+               rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
+
+       ASSERT(db != NULL);
+       err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_MUST_SUCCEED | flags);
+       *dbp = &db->db;
+       return (err);
+}
+
+int
+dmu_spill_hold_existing(dmu_buf_t *bonus, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
+{
+       dnode_t *dn = ((dmu_buf_impl_t *)bonus)->db_dnode;
+       int err;
+
+       if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_SA)
+               return (EINVAL);
+       rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
+
+       if (!dn->dn_have_spill) {
+               rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
+               return (ENOENT);
+       }
+       err = dmu_spill_hold_by_dnode(dn, DB_RF_HAVESTRUCT, tag, dbp);
+       rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
+       return (err);
+}
+
+int
+dmu_spill_hold_by_bonus(dmu_buf_t *bonus, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
+{
+       return (dmu_spill_hold_by_dnode(((dmu_buf_impl_t *)bonus)->db_dnode,
+           0, tag, dbp));
+}
+
+/*
  * Note: longer-term, we should modify all of the dmu_buf_*() interfaces
  * to take a held dnode rather than <os, object> -- the lookup is wasteful,
  * and can induce severe lock contention when writing to several files
@@ -282,7 +383,7 @@ dmu_buf_hold_array(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
        dnode_t *dn;
        int err;
 
-       err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (err)
                return (err);
 
@@ -335,7 +436,7 @@ dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t len)
                return;
 
        if (len == 0) {  /* they're interested in the bonus buffer */
-               dn = os->os->os_meta_dnode;
+               dn = os->os_meta_dnode;
 
                if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
                        return;
@@ -352,7 +453,7 @@ dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t len)
         * already cached, we will do a *synchronous* read in the
         * dnode_hold() call.  The same is true for any indirects.
         */
-       err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (err != 0)
                return;
 
@@ -484,7 +585,7 @@ dmu_free_long_range(objset_t *os, uint64_t object,
        dnode_t *dn;
        int err;
 
-       err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (err != 0)
                return (err);
        err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, offset, length, FALSE);
@@ -499,7 +600,7 @@ dmu_free_object(objset_t *os, uint64_t object)
        dmu_tx_t *tx;
        int err;
 
-       err = dnode_hold_impl(os->os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED,
+       err = dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED,
            FTAG, &dn);
        if (err != 0)
                return (err);
@@ -527,7 +628,7 @@ dmu_free_range(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
     uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
 {
        dnode_t *dn;
-       int err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (err)
                return (err);
        ASSERT(offset < UINT64_MAX);
@@ -545,7 +646,7 @@ dmu_read(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
        dmu_buf_t **dbp;
        int numbufs, err;
 
-       err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (err)
                return (err);
 
@@ -659,12 +760,136 @@ dmu_prealloc(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
        dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
 }
 
+/*
+ * DMU support for xuio
+ */
+kstat_t *xuio_ksp = NULL;
+
+int
+dmu_xuio_init(xuio_t *xuio, int nblk)
+{
+       dmu_xuio_t *priv;
+       uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
+
+       uio->uio_iovcnt = nblk;
+       uio->uio_iov = kmem_zalloc(nblk * sizeof (iovec_t), KM_SLEEP);
+
+       priv = kmem_zalloc(sizeof (dmu_xuio_t), KM_SLEEP);
+       priv->cnt = nblk;
+       priv->bufs = kmem_zalloc(nblk * sizeof (arc_buf_t *), KM_SLEEP);
+       priv->iovp = uio->uio_iov;
+       XUIO_XUZC_PRIV(xuio) = priv;
+
+       if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
+               XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_rbuf, nblk);
+       else
+               XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_wbuf, nblk);
+
+       return (0);
+}
+
+void
+dmu_xuio_fini(xuio_t *xuio)
+{
+       dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
+       int nblk = priv->cnt;
+
+       kmem_free(priv->iovp, nblk * sizeof (iovec_t));
+       kmem_free(priv->bufs, nblk * sizeof (arc_buf_t *));
+       kmem_free(priv, sizeof (dmu_xuio_t));
+
+       if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
+               XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_rbuf, -nblk);
+       else
+               XUIOSTAT_INCR(xuiostat_onloan_wbuf, -nblk);
+}
+
+/*
+ * Initialize iov[priv->next] and priv->bufs[priv->next] with { off, n, abuf }
+ * and increase priv->next by 1.
+ */
+int
+dmu_xuio_add(xuio_t *xuio, arc_buf_t *abuf, offset_t off, size_t n)
+{
+       struct iovec *iov;
+       uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
+       dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
+       int i = priv->next++;
+
+       ASSERT(i < priv->cnt);
+       ASSERT(off + n <= arc_buf_size(abuf));
+       iov = uio->uio_iov + i;
+       iov->iov_base = (char *)abuf->b_data + off;
+       iov->iov_len = n;
+       priv->bufs[i] = abuf;
+       return (0);
+}
+
+int
+dmu_xuio_cnt(xuio_t *xuio)
+{
+       dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
+       return (priv->cnt);
+}
+
+arc_buf_t *
+dmu_xuio_arcbuf(xuio_t *xuio, int i)
+{
+       dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
+
+       ASSERT(i < priv->cnt);
+       return (priv->bufs[i]);
+}
+
+void
+dmu_xuio_clear(xuio_t *xuio, int i)
+{
+       dmu_xuio_t *priv = XUIO_XUZC_PRIV(xuio);
+
+       ASSERT(i < priv->cnt);
+       priv->bufs[i] = NULL;
+}
+
+static void
+xuio_stat_init(void)
+{
+       xuio_ksp = kstat_create("zfs", 0, "xuio_stats", "misc",
+           KSTAT_TYPE_NAMED, sizeof (xuio_stats) / sizeof (kstat_named_t),
+           KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
+       if (xuio_ksp != NULL) {
+               xuio_ksp->ks_data = &xuio_stats;
+               kstat_install(xuio_ksp);
+       }
+}
+
+static void
+xuio_stat_fini(void)
+{
+       if (xuio_ksp != NULL) {
+               kstat_delete(xuio_ksp);
+               xuio_ksp = NULL;
+       }
+}
+
+void
+xuio_stat_wbuf_copied()
+{
+       XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_copied);
+}
+
+void
+xuio_stat_wbuf_nocopy()
+{
+       XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_nocopy);
+}
+
 #ifdef _KERNEL
 int
 dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
 {
        dmu_buf_t **dbp;
        int numbufs, i, err;
+       xuio_t *xuio = NULL;
 
        /*
         * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
@@ -675,6 +900,9 @@ dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
        if (err)
                return (err);
 
+       if (uio->uio_extflg == UIO_XUIO)
+               xuio = (xuio_t *)uio;
+
        for (i = 0; i < numbufs; i++) {
                int tocpy;
                int bufoff;
@@ -685,8 +913,24 @@ dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
                bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
                tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
 
-               err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
-                   UIO_READ, uio);
+               if (xuio) {
+                       dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
+                       arc_buf_t *dbuf_abuf = dbi->db_buf;
+                       arc_buf_t *abuf = dbuf_loan_arcbuf(dbi);
+                       err = dmu_xuio_add(xuio, abuf, bufoff, tocpy);
+                       if (!err) {
+                               uio->uio_resid -= tocpy;
+                               uio->uio_loffset += tocpy;
+                       }
+
+                       if (abuf == dbuf_abuf)
+                               XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_rbuf_nocopy);
+                       else
+                               XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_rbuf_copied);
+               } else {
+                       err = uiomove((char *)db->db_data + bufoff, tocpy,
+                           UIO_READ, uio);
+               }
                if (err)
                        break;
 
@@ -697,19 +941,16 @@ dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
        return (err);
 }
 
-int
-dmu_write_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size,
-    dmu_tx_t *tx)
+static int
+dmu_write_uio_dnode(dnode_t *dn, uio_t *uio, uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
 {
        dmu_buf_t **dbp;
-       int numbufs, i;
+       int numbufs;
        int err = 0;
+       int i;
 
-       if (size == 0)
-               return (0);
-
-       err = dmu_buf_hold_array(os, object, uio->uio_loffset, size,
-           FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp);
+       err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, uio->uio_loffset, size,
+           FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp, DMU_READ_PREFETCH);
        if (err)
                return (err);
 
@@ -747,11 +988,44 @@ dmu_write_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size,
 
                size -= tocpy;
        }
+
        dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
        return (err);
 }
 
 int
+dmu_write_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, uio_t *uio, uint64_t size,
+    dmu_tx_t *tx)
+{
+       if (size == 0)
+               return (0);
+
+       return (dmu_write_uio_dnode(((dmu_buf_impl_t *)zdb)->db_dnode,
+           uio, size, tx));
+}
+
+int
+dmu_write_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size,
+    dmu_tx_t *tx)
+{
+       dnode_t *dn;
+       int err;
+
+       if (size == 0)
+               return (0);
+
+       err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
+       if (err)
+               return (err);
+
+       err = dmu_write_uio_dnode(dn, uio, size, tx);
+
+       dnode_rele(dn, FTAG);
+
+       return (err);
+}
+
+int
 dmu_write_pages(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
     page_t *pp, dmu_tx_t *tx)
 {
@@ -852,55 +1126,122 @@ dmu_assign_arcbuf(dmu_buf_t *handle, uint64_t offset, arc_buf_t *buf,
                dbuf_rele(db, FTAG);
        } else {
                dbuf_rele(db, FTAG);
-               ASSERT(dn->dn_objset->os.os == dn->dn_objset);
-               dmu_write(&dn->dn_objset->os, dn->dn_object, offset, blksz,
+               dmu_write(dn->dn_objset, dn->dn_object, offset, blksz,
                    buf->b_data, tx);
                dmu_return_arcbuf(buf);
+               XUIOSTAT_BUMP(xuiostat_wbuf_copied);
        }
 }
 
 typedef struct {
-       dbuf_dirty_record_t     *dr;
-       dmu_sync_cb_t           *done;
-       void                    *arg;
+       dbuf_dirty_record_t     *dsa_dr;
+       dmu_sync_cb_t           *dsa_done;
+       zgd_t                   *dsa_zgd;
+       dmu_tx_t                *dsa_tx;
 } dmu_sync_arg_t;
 
 /* ARGSUSED */
 static void
 dmu_sync_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
 {
+       dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
+       dmu_buf_t *db = dsa->dsa_zgd->zgd_db;
+       dnode_t *dn = ((dmu_buf_impl_t *)db)->db_dnode;
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
 
-       if (!BP_IS_HOLE(bp)) {
-               dmu_sync_arg_t *in = varg;
-               dbuf_dirty_record_t *dr = in->dr;
-               dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
-               ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == db->db_dnode->dn_type);
-               ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
-               bp->blk_fill = 1;
+       if (zio->io_error == 0) {
+               if (BP_IS_HOLE(bp)) {
+                       /*
+                        * A block of zeros may compress to a hole, but the
+                        * block size still needs to be known for replay.
+                        */
+                       BP_SET_LSIZE(bp, db->db_size);
+               } else {
+                       ASSERT(BP_GET_TYPE(bp) == dn->dn_type);
+                       ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
+                       bp->blk_fill = 1;
+               }
        }
 }
 
+static void
+dmu_sync_late_arrival_ready(zio_t *zio)
+{
+       dmu_sync_ready(zio, NULL, zio->io_private);
+}
+
 /* ARGSUSED */
 static void
 dmu_sync_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
 {
-       dmu_sync_arg_t *in = varg;
-       dbuf_dirty_record_t *dr = in->dr;
+       dmu_sync_arg_t *dsa = varg;
+       dbuf_dirty_record_t *dr = dsa->dsa_dr;
        dmu_buf_impl_t *db = dr->dr_dbuf;
-       dmu_sync_cb_t *done = in->done;
 
        mutex_enter(&db->db_mtx);
        ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC);
-       dr->dt.dl.dr_overridden_by = *zio->io_bp; /* structure assignment */
-       dr->dt.dl.dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
+       if (zio->io_error == 0) {
+               dr->dt.dl.dr_overridden_by = *zio->io_bp;
+               dr->dt.dl.dr_override_state = DR_OVERRIDDEN;
+               dr->dt.dl.dr_copies = zio->io_prop.zp_copies;
+               if (BP_IS_HOLE(&dr->dt.dl.dr_overridden_by))
+                       BP_ZERO(&dr->dt.dl.dr_overridden_by);
+       } else {
+               dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
+       }
        cv_broadcast(&db->db_changed);
        mutex_exit(&db->db_mtx);
 
-       if (done)
-               done(&(db->db), in->arg);
+       dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
 
-       kmem_free(in, sizeof (dmu_sync_arg_t));
+       kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
+}
+
+static void
+dmu_sync_late_arrival_done(zio_t *zio)
+{
+       blkptr_t *bp = zio->io_bp;
+       dmu_sync_arg_t *dsa = zio->io_private;
+
+       if (zio->io_error == 0 && !BP_IS_HOLE(bp)) {
+               ASSERT(zio->io_bp->blk_birth == zio->io_txg);
+               ASSERT(zio->io_txg > spa_syncing_txg(zio->io_spa));
+               zio_free(zio->io_spa, zio->io_txg, zio->io_bp);
+       }
+
+       dmu_tx_commit(dsa->dsa_tx);
+
+       dsa->dsa_done(dsa->dsa_zgd, zio->io_error);
+
+       kmem_free(dsa, sizeof (*dsa));
+}
+
+static int
+dmu_sync_late_arrival(zio_t *pio, objset_t *os, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd,
+    zio_prop_t *zp, zbookmark_t *zb)
+{
+       dmu_sync_arg_t *dsa;
+       dmu_tx_t *tx;
+
+       tx = dmu_tx_create(os);
+       dmu_tx_hold_space(tx, zgd->zgd_db->db_size);
+       if (dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT) != 0) {
+               dmu_tx_abort(tx);
+               return (EIO);   /* Make zl_get_data do txg_waited_synced() */
+       }
+
+       dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
+       dsa->dsa_dr = NULL;
+       dsa->dsa_done = done;
+       dsa->dsa_zgd = zgd;
+       dsa->dsa_tx = tx;
+
+       zio_nowait(zio_write(pio, os->os_spa, dmu_tx_get_txg(tx), zgd->zgd_bp,
+           zgd->zgd_db->db_data, zgd->zgd_db->db_size, zp,
+           dmu_sync_late_arrival_ready, dmu_sync_late_arrival_done, dsa,
+           ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, zb));
+
+       return (0);
 }
 
 /*
@@ -919,156 +1260,108 @@ dmu_sync_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
  *     EALREADY: this block is already in the process of being synced.
  *             The caller should track its progress (somehow).
  *
- *     EINPROGRESS: the IO has been initiated.
- *             The caller should log this blkptr in the callback.
+ *     EIO: could not do the I/O.
+ *             The caller should do a txg_wait_synced().
  *
- *     0: completed.  Sets *bp to the blkptr just written.
- *             The caller should log this blkptr immediately.
+ *     0: the I/O has been initiated.
+ *             The caller should log this blkptr in the done callback.
+ *             It is possible that the I/O will fail, in which case
+ *             the error will be reported to the done callback and
+ *             propagated to pio from zio_done().
  */
 int
-dmu_sync(zio_t *pio, dmu_buf_t *db_fake,
-    blkptr_t *bp, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, void *arg)
+dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
 {
-       dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)db_fake;
-       objset_impl_t *os = db->db_objset;
-       dsl_pool_t *dp = os->os_dsl_dataset->ds_dir->dd_pool;
-       tx_state_t *tx = &dp->dp_tx;
+       blkptr_t *bp = zgd->zgd_bp;
+       dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zgd->zgd_db;
+       objset_t *os = db->db_objset;
+       dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
        dbuf_dirty_record_t *dr;
-       dmu_sync_arg_t *in;
+       dmu_sync_arg_t *dsa;
        zbookmark_t zb;
-       writeprops_t wp = { 0 };
-       zio_t *zio;
-       int err;
+       zio_prop_t zp;
 
+       ASSERT(pio != NULL);
        ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
        ASSERT(txg != 0);
 
-       dprintf("dmu_sync txg=%llu, s,o,q %llu %llu %llu\n",
-           txg, tx->tx_synced_txg, tx->tx_open_txg, tx->tx_quiesced_txg);
+       SET_BOOKMARK(&zb, ds->ds_object,
+           db->db.db_object, db->db_level, db->db_blkid);
+
+       dmu_write_policy(os, db->db_dnode, db->db_level, WP_DMU_SYNC, &zp);
 
        /*
-        * XXX - would be nice if we could do this without suspending...
+        * If we're frozen (running ziltest), we always need to generate a bp.
         */
-       txg_suspend(dp);
+       if (txg > spa_freeze_txg(os->os_spa))
+               return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
 
        /*
-        * If this txg already synced, there's nothing to do.
+        * Grabbing db_mtx now provides a barrier between dbuf_sync_leaf()
+        * and us.  If we determine that this txg is not yet syncing,
+        * but it begins to sync a moment later, that's OK because the
+        * sync thread will block in dbuf_sync_leaf() until we drop db_mtx.
         */
-       if (txg <= tx->tx_synced_txg) {
-               txg_resume(dp);
+       mutex_enter(&db->db_mtx);
+
+       if (txg <= spa_last_synced_txg(os->os_spa)) {
                /*
-                * If we're running ziltest, we need the blkptr regardless.
+                * This txg has already synced.  There's nothing to do.
                 */
-               if (txg > spa_freeze_txg(dp->dp_spa)) {
-                       /* if db_blkptr == NULL, this was an empty write */
-                       if (db->db_blkptr)
-                               *bp = *db->db_blkptr; /* structure assignment */
-                       return (0);
-               }
+               mutex_exit(&db->db_mtx);
                return (EEXIST);
        }
 
-       mutex_enter(&db->db_mtx);
-
-       if (txg == tx->tx_syncing_txg) {
-               while (db->db_data_pending) {
-                       /*
-                        * IO is in-progress.  Wait for it to finish.
-                        * XXX - would be nice to be able to somehow "attach"
-                        * this zio to the parent zio passed in.
-                        */
-                       cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
-                       if (!db->db_data_pending &&
-                           db->db_blkptr && BP_IS_HOLE(db->db_blkptr)) {
-                               /*
-                                * IO was compressed away
-                                */
-                               *bp = *db->db_blkptr; /* structure assignment */
-                               mutex_exit(&db->db_mtx);
-                               txg_resume(dp);
-                               return (0);
-                       }
-                       ASSERT(db->db_data_pending ||
-                           (db->db_blkptr && db->db_blkptr->blk_birth == txg));
-               }
-
-               if (db->db_blkptr && db->db_blkptr->blk_birth == txg) {
-                       /*
-                        * IO is already completed.
-                        */
-                       *bp = *db->db_blkptr; /* structure assignment */
-                       mutex_exit(&db->db_mtx);
-                       txg_resume(dp);
-                       return (0);
-               }
+       if (txg <= spa_syncing_txg(os->os_spa)) {
+               /*
+                * This txg is currently syncing, so we can't mess with
+                * the dirty record anymore; just write a new log block.
+                */
+               mutex_exit(&db->db_mtx);
+               return (dmu_sync_late_arrival(pio, os, done, zgd, &zp, &zb));
        }
 
        dr = db->db_last_dirty;
-       while (dr && dr->dr_txg > txg)
+       while (dr && dr->dr_txg != txg)
                dr = dr->dr_next;
-       if (dr == NULL || dr->dr_txg < txg) {
+
+       if (dr == NULL) {
                /*
-                * This dbuf isn't dirty, must have been free_range'd.
+                * There's no dr for this dbuf, so it must have been freed.
                 * There's no need to log writes to freed blocks, so we're done.
                 */
                mutex_exit(&db->db_mtx);
-               txg_resume(dp);
                return (ENOENT);
        }
 
        ASSERT(dr->dr_txg == txg);
-       if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC) {
-               /*
-                * We have already issued a sync write for this buffer.
-                */
-               mutex_exit(&db->db_mtx);
-               txg_resume(dp);
-               return (EALREADY);
-       } else if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
+       if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC ||
+           dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
                /*
-                * This buffer has already been synced.  It could not
+                * We have already issued a sync write for this buffer,
+                * or this buffer has already been synced.  It could not
                 * have been dirtied since, or we would have cleared the state.
                 */
-               *bp = dr->dt.dl.dr_overridden_by; /* structure assignment */
                mutex_exit(&db->db_mtx);
-               txg_resume(dp);
-               return (0);
+               return (EALREADY);
        }
 
+       ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
        dr->dt.dl.dr_override_state = DR_IN_DMU_SYNC;
-       in = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
-       in->dr = dr;
-       in->done = done;
-       in->arg = arg;
        mutex_exit(&db->db_mtx);
-       txg_resume(dp);
-
-       zb.zb_objset = os->os_dsl_dataset->ds_object;
-       zb.zb_object = db->db.db_object;
-       zb.zb_level = db->db_level;
-       zb.zb_blkid = db->db_blkid;
 
-       wp.wp_type = db->db_dnode->dn_type;
-       wp.wp_level = db->db_level;
-       wp.wp_copies = os->os_copies;
-       wp.wp_dnchecksum = db->db_dnode->dn_checksum;
-       wp.wp_oschecksum = os->os_checksum;
-       wp.wp_dncompress = db->db_dnode->dn_compress;
-       wp.wp_oscompress = os->os_compress;
+       dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
+       dsa->dsa_dr = dr;
+       dsa->dsa_done = done;
+       dsa->dsa_zgd = zgd;
+       dsa->dsa_tx = NULL;
 
-       ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
+       zio_nowait(arc_write(pio, os->os_spa, txg,
+           bp, dr->dt.dl.dr_data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db), &zp,
+           dmu_sync_ready, dmu_sync_done, dsa,
+           ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL, &zb));
 
-       zio = arc_write(pio, os->os_spa, &wp, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
-           txg, bp, dr->dt.dl.dr_data, dmu_sync_ready, dmu_sync_done, in,
-           ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, &zb);
-       if (pio) {
-               zio_nowait(zio);
-               err = EINPROGRESS;
-       } else {
-               err = zio_wait(zio);
-               ASSERT(err == 0);
-       }
-       return (err);
+       return (0);
 }
 
 int
@@ -1078,7 +1371,7 @@ dmu_object_set_blocksize(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t size, int ibs,
        dnode_t *dn;
        int err;
 
-       err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (err)
                return (err);
        err = dnode_set_blksz(dn, size, ibs, tx);
@@ -1093,7 +1386,7 @@ dmu_object_set_checksum(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t checksum,
        dnode_t *dn;
 
        /* XXX assumes dnode_hold will not get an i/o error */
-       (void) dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       (void) dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        ASSERT(checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
        dn->dn_checksum = checksum;
        dnode_setdirty(dn, tx);
@@ -1107,20 +1400,98 @@ dmu_object_set_compress(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t compress,
        dnode_t *dn;
 
        /* XXX assumes dnode_hold will not get an i/o error */
-       (void) dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       (void) dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        ASSERT(compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS);
        dn->dn_compress = compress;
        dnode_setdirty(dn, tx);
        dnode_rele(dn, FTAG);
 }
 
+int zfs_mdcomp_disable = 0;
+
+void
+dmu_write_policy(objset_t *os, dnode_t *dn, int level, int wp, zio_prop_t *zp)
+{
+       dmu_object_type_t type = dn ? dn->dn_type : DMU_OT_OBJSET;
+       boolean_t ismd = (level > 0 || dmu_ot[type].ot_metadata);
+       enum zio_checksum checksum = os->os_checksum;
+       enum zio_compress compress = os->os_compress;
+       enum zio_checksum dedup_checksum = os->os_dedup_checksum;
+       boolean_t dedup;
+       boolean_t dedup_verify = os->os_dedup_verify;
+       int copies = os->os_copies;
+
+       /*
+        * Determine checksum setting.
+        */
+       if (ismd) {
+               /*
+                * Metadata always gets checksummed.  If the data
+                * checksum is multi-bit correctable, and it's not a
+                * ZBT-style checksum, then it's suitable for metadata
+                * as well.  Otherwise, the metadata checksum defaults
+                * to fletcher4.
+                */
+               if (zio_checksum_table[checksum].ci_correctable < 1 ||
+                   zio_checksum_table[checksum].ci_eck)
+                       checksum = ZIO_CHECKSUM_FLETCHER_4;
+       } else {
+               checksum = zio_checksum_select(dn->dn_checksum, checksum);
+       }
+
+       /*
+        * Determine compression setting.
+        */
+       if (ismd) {
+               /*
+                * XXX -- we should design a compression algorithm
+                * that specializes in arrays of bps.
+                */
+               compress = zfs_mdcomp_disable ? ZIO_COMPRESS_EMPTY :
+                   ZIO_COMPRESS_LZJB;
+       } else {
+               compress = zio_compress_select(dn->dn_compress, compress);
+       }
+
+       /*
+        * Determine dedup setting.  If we are in dmu_sync(), we won't
+        * actually dedup now because that's all done in syncing context;
+        * but we do want to use the dedup checkum.  If the checksum is not
+        * strong enough to ensure unique signatures, force dedup_verify.
+        */
+       dedup = (!ismd && dedup_checksum != ZIO_CHECKSUM_OFF);
+       if (dedup) {
+               checksum = dedup_checksum;
+               if (!zio_checksum_table[checksum].ci_dedup)
+                       dedup_verify = 1;
+       }
+
+       if (wp & WP_DMU_SYNC)
+               dedup = 0;
+
+       if (wp & WP_NOFILL) {
+               ASSERT(!ismd && level == 0);
+               checksum = ZIO_CHECKSUM_OFF;
+               compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
+               dedup = B_FALSE;
+       }
+
+       zp->zp_checksum = checksum;
+       zp->zp_compress = compress;
+       zp->zp_type = (wp & WP_SPILL) ? dn->dn_bonustype : type;
+       zp->zp_level = level;
+       zp->zp_copies = MIN(copies + ismd, spa_max_replication(os->os_spa));
+       zp->zp_dedup = dedup;
+       zp->zp_dedup_verify = dedup && dedup_verify;
+}
+
 int
 dmu_offset_next(objset_t *os, uint64_t object, boolean_t hole, uint64_t *off)
 {
        dnode_t *dn;
        int i, err;
 
-       err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (err)
                return (err);
        /*
@@ -1134,7 +1505,7 @@ dmu_offset_next(objset_t *os, uint64_t object, boolean_t hole, uint64_t *off)
        if (i != TXG_SIZE) {
                dnode_rele(dn, FTAG);
                txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
-               err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+               err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
                if (err)
                        return (err);
        }
@@ -1148,21 +1519,27 @@ dmu_offset_next(objset_t *os, uint64_t object, boolean_t hole, uint64_t *off)
 void
 dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
 {
+       dnode_phys_t *dnp;
+
        rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
        mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 
+       dnp = dn->dn_phys;
+
        doi->doi_data_block_size = dn->dn_datablksz;
        doi->doi_metadata_block_size = dn->dn_indblkshift ?
            1ULL << dn->dn_indblkshift : 0;
+       doi->doi_type = dn->dn_type;
+       doi->doi_bonus_type = dn->dn_bonustype;
+       doi->doi_bonus_size = dn->dn_bonuslen;
        doi->doi_indirection = dn->dn_nlevels;
        doi->doi_checksum = dn->dn_checksum;
        doi->doi_compress = dn->dn_compress;
-       doi->doi_physical_blks = (DN_USED_BYTES(dn->dn_phys) +
-           SPA_MINBLOCKSIZE/2) >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
-       doi->doi_max_block_offset = dn->dn_phys->dn_maxblkid;
-       doi->doi_type = dn->dn_type;
-       doi->doi_bonus_size = dn->dn_bonuslen;
-       doi->doi_bonus_type = dn->dn_bonustype;
+       doi->doi_physical_blocks_512 = (DN_USED_BYTES(dnp) + 256) >> 9;
+       doi->doi_max_offset = (dnp->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
+       doi->doi_fill_count = 0;
+       for (int i = 0; i < dnp->dn_nblkptr; i++)
+               doi->doi_fill_count += dnp->dn_blkptr[i].blk_fill;
 
        mutex_exit(&dn->dn_mtx);
        rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
@@ -1176,7 +1553,7 @@ int
 dmu_object_info(objset_t *os, uint64_t object, dmu_object_info_t *doi)
 {
        dnode_t *dn;
-       int err = dnode_hold(os->os, object, FTAG, &dn);
+       int err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
 
        if (err)
                return (err);
@@ -1260,17 +1637,25 @@ byteswap_uint8_array(void *vbuf, size_t size)
 void
 dmu_init(void)
 {
+       zfs_dbgmsg_init();
        dbuf_init();
        dnode_init();
+       zfetch_init();
        arc_init();
        l2arc_init();
+       xuio_stat_init();
+       sa_cache_init();
 }
 
 void
 dmu_fini(void)
 {
        arc_fini();
+       zfetch_fini();
        dnode_fini();
        dbuf_fini();
        l2arc_fini();
+       xuio_stat_fini();
+       sa_cache_fini();
+       zfs_dbgmsg_fini();
 }