]> git.proxmox.com Git - mirror_zfs-debian.git/blobdiff - module/zfs/dmu.c
Imported Upstream version 0.6.5.3
[mirror_zfs-debian.git] / module / zfs / dmu.c
index 0a903335655f4b52f2b543672f9249ae92f04a54..5e2a1db601b49fc85d59bf064cfcfa8a150f814f 100644 (file)
  */
 /*
  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
- * Copyright (c) 2012 by Delphix. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2011, 2014 by Delphix. All rights reserved.
  * Copyright (c) 2013 by Saso Kiselkov. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2014, Nexenta Systems, Inc. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2015 by Chunwei Chen. All rights reserved.
  */
 
 #include <sys/dmu.h>
 #include <sys/zfs_ioctl.h>
 #include <sys/zap.h>
 #include <sys/zio_checksum.h>
+#include <sys/zio_compress.h>
 #include <sys/sa.h>
+#include <sys/zfeature.h>
 #ifdef _KERNEL
 #include <sys/vmsystm.h>
 #include <sys/zfs_znode.h>
 #endif
 
+/*
+ * Enable/disable nopwrite feature.
+ */
+int zfs_nopwrite_enabled = 1;
+
 const dmu_object_type_info_t dmu_ot[DMU_OT_NUMTYPES] = {
        {       DMU_BSWAP_UINT8,        TRUE,   "unallocated"           },
        {       DMU_BSWAP_ZAP,          TRUE,   "object directory"      },
@@ -118,17 +127,13 @@ const dmu_object_byteswap_info_t dmu_ot_byteswap[DMU_BSWAP_NUMFUNCS] = {
 };
 
 int
-dmu_buf_hold(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
-    void *tag, dmu_buf_t **dbp, int flags)
+dmu_buf_hold_noread(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
+    void *tag, dmu_buf_t **dbp)
 {
        dnode_t *dn;
        uint64_t blkid;
        dmu_buf_impl_t *db;
        int err;
-       int db_flags = DB_RF_CANFAIL;
-
-       if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH)
-               db_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
 
        err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (err)
@@ -137,18 +142,37 @@ dmu_buf_hold(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
        rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
        db = dbuf_hold(dn, blkid, tag);
        rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
+       dnode_rele(dn, FTAG);
+
        if (db == NULL) {
-               err = EIO;
-       } else {
+               *dbp = NULL;
+               return (SET_ERROR(EIO));
+       }
+
+       *dbp = &db->db;
+       return (err);
+}
+
+int
+dmu_buf_hold(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
+    void *tag, dmu_buf_t **dbp, int flags)
+{
+       int err;
+       int db_flags = DB_RF_CANFAIL;
+
+       if (flags & DMU_READ_NO_PREFETCH)
+               db_flags |= DB_RF_NOPREFETCH;
+
+       err = dmu_buf_hold_noread(os, object, offset, tag, dbp);
+       if (err == 0) {
+               dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)(*dbp);
                err = dbuf_read(db, NULL, db_flags);
-               if (err) {
+               if (err != 0) {
                        dbuf_rele(db, tag);
-                       db = NULL;
+                       *dbp = NULL;
                }
        }
 
-       dnode_rele(dn, FTAG);
-       *dbp = &db->db; /* NULL db plus first field offset is NULL */
        return (err);
 }
 
@@ -169,9 +193,9 @@ dmu_set_bonus(dmu_buf_t *db_fake, int newsize, dmu_tx_t *tx)
        dn = DB_DNODE(db);
 
        if (dn->dn_bonus != db) {
-               error = EINVAL;
+               error = SET_ERROR(EINVAL);
        } else if (newsize < 0 || newsize > db_fake->db_size) {
-               error = EINVAL;
+               error = SET_ERROR(EINVAL);
        } else {
                dnode_setbonuslen(dn, newsize, tx);
                error = 0;
@@ -192,9 +216,9 @@ dmu_set_bonustype(dmu_buf_t *db_fake, dmu_object_type_t type, dmu_tx_t *tx)
        dn = DB_DNODE(db);
 
        if (!DMU_OT_IS_VALID(type)) {
-               error = EINVAL;
+               error = SET_ERROR(EINVAL);
        } else if (dn->dn_bonus != db) {
-               error = EINVAL;
+               error = SET_ERROR(EINVAL);
        } else {
                dnode_setbonus_type(dn, type, tx);
                error = 0;
@@ -260,7 +284,7 @@ dmu_bonus_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
        /* as long as the bonus buf is held, the dnode will be held */
        if (refcount_add(&db->db_holds, tag) == 1) {
                VERIFY(dnode_add_ref(dn, db));
-               (void) atomic_inc_32_nv(&dn->dn_dbufs_count);
+               atomic_inc_32(&dn->dn_dbufs_count);
        }
 
        /*
@@ -321,12 +345,12 @@ dmu_spill_hold_existing(dmu_buf_t *bonus, void *tag, dmu_buf_t **dbp)
        dn = DB_DNODE(db);
 
        if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_SA) {
-               err = EINVAL;
+               err = SET_ERROR(EINVAL);
        } else {
                rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 
                if (!dn->dn_have_spill) {
-                       err = ENOENT;
+                       err = SET_ERROR(ENOENT);
                } else {
                        err = dmu_spill_hold_by_dnode(dn,
                            DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_CANFAIL, tag, dbp);
@@ -364,13 +388,11 @@ static int
 dmu_buf_hold_array_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t length,
     int read, void *tag, int *numbufsp, dmu_buf_t ***dbpp, uint32_t flags)
 {
-       dsl_pool_t *dp = NULL;
        dmu_buf_t **dbp;
        uint64_t blkid, nblks, i;
        uint32_t dbuf_flags;
        int err;
        zio_t *zio;
-       hrtime_t start = 0;
 
        ASSERT(length <= DMU_MAX_ACCESS);
 
@@ -392,16 +414,12 @@ dmu_buf_hold_array_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t length,
                            (longlong_t)dn->dn_object, dn->dn_datablksz,
                            (longlong_t)offset, (longlong_t)length);
                        rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
-                       return (EIO);
+                       return (SET_ERROR(EIO));
                }
                nblks = 1;
        }
-       dbp = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_t *) * nblks, KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG);
+       dbp = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_t *) * nblks, KM_SLEEP);
 
-       if (dn->dn_objset->os_dsl_dataset)
-               dp = dn->dn_objset->os_dsl_dataset->ds_dir->dd_pool;
-       if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
-               start = gethrtime();
        zio = zio_root(dn->dn_objset->os_spa, NULL, NULL, ZIO_FLAG_CANFAIL);
        blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
        for (i = 0; i < nblks; i++) {
@@ -410,7 +428,7 @@ dmu_buf_hold_array_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t length,
                        rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
                        dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
                        zio_nowait(zio);
-                       return (EIO);
+                       return (SET_ERROR(EIO));
                }
                /* initiate async i/o */
                if (read) {
@@ -422,9 +440,6 @@ dmu_buf_hold_array_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t length,
 
        /* wait for async i/o */
        err = zio_wait(zio);
-       /* track read overhead when we are in sync context */
-       if (dp && dsl_pool_sync_context(dp))
-               dp->dp_read_overhead += gethrtime() - start;
        if (err) {
                dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
                return (err);
@@ -439,7 +454,7 @@ dmu_buf_hold_array_by_dnode(dnode_t *dn, uint64_t offset, uint64_t length,
                            db->db_state == DB_FILL)
                                cv_wait(&db->db_changed, &db->db_mtx);
                        if (db->db_state == DB_UNCACHED)
-                               err = EIO;
+                               err = SET_ERROR(EIO);
                        mutex_exit(&db->db_mtx);
                        if (err) {
                                dmu_buf_rele_array(dbp, nblks, tag);
@@ -506,12 +521,22 @@ dmu_buf_rele_array(dmu_buf_t **dbp_fake, int numbufs, void *tag)
        kmem_free(dbp, sizeof (dmu_buf_t *) * numbufs);
 }
 
+/*
+ * Issue prefetch i/os for the given blocks.
+ *
+ * Note: The assumption is that we *know* these blocks will be needed
+ * almost immediately.  Therefore, the prefetch i/os will be issued at
+ * ZIO_PRIORITY_SYNC_READ
+ *
+ * Note: indirect blocks and other metadata will be read synchronously,
+ * causing this function to block if they are not already cached.
+ */
 void
 dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t len)
 {
        dnode_t *dn;
        uint64_t blkid;
-       int nblks, i, err;
+       int nblks, err;
 
        if (zfs_prefetch_disable)
                return;
@@ -524,7 +549,7 @@ dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t len)
 
                rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
                blkid = dbuf_whichblock(dn, object * sizeof (dnode_phys_t));
-               dbuf_prefetch(dn, blkid);
+               dbuf_prefetch(dn, blkid, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
                rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
                return;
        }
@@ -541,16 +566,18 @@ dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t len)
        rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
        if (dn->dn_datablkshift) {
                int blkshift = dn->dn_datablkshift;
-               nblks = (P2ROUNDUP(offset+len, 1<<blkshift) -
-                   P2ALIGN(offset, 1<<blkshift)) >> blkshift;
+               nblks = (P2ROUNDUP(offset + len, 1 << blkshift) -
+                   P2ALIGN(offset, 1 << blkshift)) >> blkshift;
        } else {
                nblks = (offset < dn->dn_datablksz);
        }
 
        if (nblks != 0) {
+               int i;
+
                blkid = dbuf_whichblock(dn, offset);
                for (i = 0; i < nblks; i++)
-                       dbuf_prefetch(dn, blkid+i);
+                       dbuf_prefetch(dn, blkid + i, ZIO_PRIORITY_SYNC_READ);
        }
 
        rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
@@ -563,98 +590,99 @@ dmu_prefetch(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t len)
  * the end so that the file gets shorter over time (if we crashes in the
  * middle, this will leave us in a better state).  We find allocated file
  * data by simply searching the allocated level 1 indirects.
+ *
+ * On input, *start should be the first offset that does not need to be
+ * freed (e.g. "offset + length").  On return, *start will be the first
+ * offset that should be freed.
  */
 static int
-get_next_chunk(dnode_t *dn, uint64_t *start, uint64_t limit)
+get_next_chunk(dnode_t *dn, uint64_t *start, uint64_t minimum)
 {
-       uint64_t len = *start - limit;
-       uint64_t blkcnt = 0;
-       uint64_t maxblks = DMU_MAX_ACCESS / (1ULL << (dn->dn_indblkshift + 1));
+       uint64_t maxblks = DMU_MAX_ACCESS >> (dn->dn_indblkshift + 1);
+       /* bytes of data covered by a level-1 indirect block */
        uint64_t iblkrange =
            dn->dn_datablksz * EPB(dn->dn_indblkshift, SPA_BLKPTRSHIFT);
+       uint64_t blks;
 
-       ASSERT(limit <= *start);
+       ASSERT3U(minimum, <=, *start);
 
-       if (len <= iblkrange * maxblks) {
-               *start = limit;
+       if (*start - minimum <= iblkrange * maxblks) {
+               *start = minimum;
                return (0);
        }
        ASSERT(ISP2(iblkrange));
 
-       while (*start > limit && blkcnt < maxblks) {
+       for (blks = 0; *start > minimum && blks < maxblks; blks++) {
                int err;
 
-               /* find next allocated L1 indirect */
+               /*
+                * dnode_next_offset(BACKWARDS) will find an allocated L1
+                * indirect block at or before the input offset.  We must
+                * decrement *start so that it is at the end of the region
+                * to search.
+                */
+               (*start)--;
                err = dnode_next_offset(dn,
                    DNODE_FIND_BACKWARDS, start, 2, 1, 0);
 
-               /* if there are no more, then we are done */
+               /* if there are no indirect blocks before start, we are done */
                if (err == ESRCH) {
-                       *start = limit;
-                       return (0);
-               } else if (err) {
+                       *start = minimum;
+                       break;
+               } else if (err != 0) {
                        return (err);
                }
-               blkcnt += 1;
 
-               /* reset offset to end of "next" block back */
+               /* set start to the beginning of this L1 indirect */
                *start = P2ALIGN(*start, iblkrange);
-               if (*start <= limit)
-                       *start = limit;
-               else
-                       *start -= 1;
        }
+       if (*start < minimum)
+               *start = minimum;
        return (0);
 }
 
 static int
 dmu_free_long_range_impl(objset_t *os, dnode_t *dn, uint64_t offset,
-    uint64_t length, boolean_t free_dnode)
+    uint64_t length)
 {
-       dmu_tx_t *tx;
-       uint64_t object_size, start, end, len;
-       boolean_t trunc = (length == DMU_OBJECT_END);
-       int align, err;
-
-       align = 1 << dn->dn_datablkshift;
-       ASSERT(align > 0);
-       object_size = align == 1 ? dn->dn_datablksz :
-           (dn->dn_maxblkid + 1) << dn->dn_datablkshift;
-
-       end = offset + length;
-       if (trunc || end > object_size)
-               end = object_size;
-       if (end <= offset)
+       uint64_t object_size;
+       int err;
+
+       if (dn == NULL)
+               return (SET_ERROR(EINVAL));
+
+       object_size = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
+       if (offset >= object_size)
                return (0);
-       length = end - offset;
 
-       while (length) {
-               start = end;
-               /* assert(offset <= start) */
-               err = get_next_chunk(dn, &start, offset);
+       if (length == DMU_OBJECT_END || offset + length > object_size)
+               length = object_size - offset;
+
+       while (length != 0) {
+               uint64_t chunk_end, chunk_begin;
+               dmu_tx_t *tx;
+
+               chunk_end = chunk_begin = offset + length;
+
+               /* move chunk_begin backwards to the beginning of this chunk */
+               err = get_next_chunk(dn, &chunk_begin, offset);
                if (err)
                        return (err);
-               len = trunc ? DMU_OBJECT_END : end - start;
+               ASSERT3U(chunk_begin, >=, offset);
+               ASSERT3U(chunk_begin, <=, chunk_end);
 
                tx = dmu_tx_create(os);
-               dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object, start, len);
+               dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object,
+                   chunk_begin, chunk_end - chunk_begin);
                err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
                if (err) {
                        dmu_tx_abort(tx);
                        return (err);
                }
-
-               dnode_free_range(dn, start, trunc ? -1 : len, tx);
-
-               if (start == 0 && free_dnode) {
-                       ASSERT(trunc);
-                       dnode_free(dn, tx);
-               }
-
-               length -= end - start;
-
+               dnode_free_range(dn, chunk_begin, chunk_end - chunk_begin, tx);
                dmu_tx_commit(tx);
-               end = start;
+
+               length -= chunk_end - chunk_begin;
        }
        return (0);
 }
@@ -669,38 +697,42 @@ dmu_free_long_range(objset_t *os, uint64_t object,
        err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
        if (err != 0)
                return (err);
-       err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, offset, length, FALSE);
+       err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, offset, length);
+
+       /*
+        * It is important to zero out the maxblkid when freeing the entire
+        * file, so that (a) subsequent calls to dmu_free_long_range_impl()
+        * will take the fast path, and (b) dnode_reallocate() can verify
+        * that the entire file has been freed.
+        */
+       if (err == 0 && offset == 0 && length == DMU_OBJECT_END)
+               dn->dn_maxblkid = 0;
+
        dnode_rele(dn, FTAG);
        return (err);
 }
 
 int
-dmu_free_object(objset_t *os, uint64_t object)
+dmu_free_long_object(objset_t *os, uint64_t object)
 {
-       dnode_t *dn;
        dmu_tx_t *tx;
        int err;
 
-       err = dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED,
-           FTAG, &dn);
+       err = dmu_free_long_range(os, object, 0, DMU_OBJECT_END);
        if (err != 0)
                return (err);
-       if (dn->dn_nlevels == 1) {
-               tx = dmu_tx_create(os);
-               dmu_tx_hold_bonus(tx, object);
-               dmu_tx_hold_free(tx, dn->dn_object, 0, DMU_OBJECT_END);
-               err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
-               if (err == 0) {
-                       dnode_free_range(dn, 0, DMU_OBJECT_END, tx);
-                       dnode_free(dn, tx);
-                       dmu_tx_commit(tx);
-               } else {
-                       dmu_tx_abort(tx);
-               }
+
+       tx = dmu_tx_create(os);
+       dmu_tx_hold_bonus(tx, object);
+       dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
+       err = dmu_tx_assign(tx, TXG_WAIT);
+       if (err == 0) {
+               err = dmu_object_free(os, object, tx);
+               dmu_tx_commit(tx);
        } else {
-               err = dmu_free_long_range_impl(os, dn, 0, DMU_OBJECT_END, TRUE);
+               dmu_tx_abort(tx);
        }
-       dnode_rele(dn, FTAG);
+
        return (err);
 }
 
@@ -737,7 +769,7 @@ dmu_read(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
         * handle that here as well.
         */
        if (dn->dn_maxblkid == 0) {
-               int newsz = offset > dn->dn_datablksz ? 0 :
+               uint64_t newsz = offset > dn->dn_datablksz ? 0 :
                    MIN(size, dn->dn_datablksz - offset);
                bzero((char *)buf + newsz, size - newsz);
                size = newsz;
@@ -757,16 +789,16 @@ dmu_read(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
                        break;
 
                for (i = 0; i < numbufs; i++) {
-                       int tocpy;
-                       int bufoff;
+                       uint64_t tocpy;
+                       int64_t bufoff;
                        dmu_buf_t *db = dbp[i];
 
                        ASSERT(size > 0);
 
                        bufoff = offset - db->db_offset;
-                       tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
+                       tocpy = MIN(db->db_size - bufoff, size);
 
-                       bcopy((char *)db->db_data + bufoff, buf, tocpy);
+                       (void) memcpy(buf, (char *)db->db_data + bufoff, tocpy);
 
                        offset += tocpy;
                        size -= tocpy;
@@ -788,18 +820,18 @@ dmu_write(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
        if (size == 0)
                return;
 
-       VERIFY(0 == dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
+       VERIFY0(dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size,
            FALSE, FTAG, &numbufs, &dbp));
 
        for (i = 0; i < numbufs; i++) {
-               int tocpy;
-               int bufoff;
+               uint64_t tocpy;
+               int64_t bufoff;
                dmu_buf_t *db = dbp[i];
 
                ASSERT(size > 0);
 
                bufoff = offset - db->db_offset;
-               tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
+               tocpy = MIN(db->db_size - bufoff, size);
 
                ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
 
@@ -841,6 +873,25 @@ dmu_prealloc(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
        dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
 }
 
+void
+dmu_write_embedded(objset_t *os, uint64_t object, uint64_t offset,
+    void *data, uint8_t etype, uint8_t comp, int uncompressed_size,
+    int compressed_size, int byteorder, dmu_tx_t *tx)
+{
+       dmu_buf_t *db;
+
+       ASSERT3U(etype, <, NUM_BP_EMBEDDED_TYPES);
+       ASSERT3U(comp, <, ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS);
+       VERIFY0(dmu_buf_hold_noread(os, object, offset,
+           FTAG, &db));
+
+       dmu_buf_write_embedded(db,
+           data, (bp_embedded_type_t)etype, (enum zio_compress)comp,
+           uncompressed_size, compressed_size, byteorder, tx);
+
+       dmu_buf_rele(db, FTAG);
+}
+
 /*
  * DMU support for xuio
  */
@@ -867,9 +918,9 @@ static xuio_stats_t xuio_stats = {
        { "write_buf_nocopy",   KSTAT_DATA_UINT64 }
 };
 
-#define XUIOSTAT_INCR(stat, val)        \
-        atomic_add_64(&xuio_stats.stat.value.ui64, (val))
-#define XUIOSTAT_BUMP(stat)     XUIOSTAT_INCR(stat, 1)
+#define        XUIOSTAT_INCR(stat, val)        \
+       atomic_add_64(&xuio_stats.stat.value.ui64, (val))
+#define        XUIOSTAT_BUMP(stat)     XUIOSTAT_INCR(stat, 1)
 
 int
 dmu_xuio_init(xuio_t *xuio, int nblk)
@@ -878,12 +929,12 @@ dmu_xuio_init(xuio_t *xuio, int nblk)
        uio_t *uio = &xuio->xu_uio;
 
        uio->uio_iovcnt = nblk;
-       uio->uio_iov = kmem_zalloc(nblk * sizeof (iovec_t), KM_PUSHPAGE);
+       uio->uio_iov = kmem_zalloc(nblk * sizeof (iovec_t), KM_SLEEP);
 
-       priv = kmem_zalloc(sizeof (dmu_xuio_t), KM_PUSHPAGE);
+       priv = kmem_zalloc(sizeof (dmu_xuio_t), KM_SLEEP);
        priv->cnt = nblk;
-       priv->bufs = kmem_zalloc(nblk * sizeof (arc_buf_t *), KM_PUSHPAGE);
-       priv->iovp = uio->uio_iov;
+       priv->bufs = kmem_zalloc(nblk * sizeof (arc_buf_t *), KM_SLEEP);
+       priv->iovp = (iovec_t *)uio->uio_iov;
        XUIO_XUZC_PRIV(xuio) = priv;
 
        if (XUIO_XUZC_RW(xuio) == UIO_READ)
@@ -924,7 +975,7 @@ dmu_xuio_add(xuio_t *xuio, arc_buf_t *abuf, offset_t off, size_t n)
 
        ASSERT(i < priv->cnt);
        ASSERT(off + n <= arc_buf_size(abuf));
-       iov = uio->uio_iov + i;
+       iov = (iovec_t *)uio->uio_iov + i;
        iov->iov_base = (char *)abuf->b_data + off;
        iov->iov_len = n;
        priv->bufs[i] = abuf;
@@ -993,136 +1044,90 @@ xuio_stat_wbuf_nocopy()
 
 /*
  * Copy up to size bytes between arg_buf and req based on the data direction
- * described by the req.  If an entire req's data cannot be transfered the
- * req's is updated such that it's current index and bv offsets correctly
- * reference any residual data which could not be copied.  The return value
- * is the number of bytes successfully copied to arg_buf.
+ * described by the req.  If an entire req's data cannot be transfered in one
+ * pass, you should pass in @req_offset to indicate where to continue. The
+ * return value is the number of bytes successfully copied to arg_buf.
  */
 static int
-dmu_req_copy(void *arg_buf, int size, int *offset, struct request *req)
+dmu_bio_copy(void *arg_buf, int size, struct bio *bio, size_t bio_offset)
 {
-       struct bio_vec *bv;
-       struct req_iterator iter;
+       struct bio_vec bv, *bvp = &bv;
+       bvec_iterator_t iter;
        char *bv_buf;
-       int tocpy;
+       int tocpy, bv_len, bv_offset;
+       int offset = 0;
 
-       *offset = 0;
-       rq_for_each_segment(bv, req, iter) {
+       bio_for_each_segment4(bv, bvp, bio, iter) {
 
-               /* Fully consumed the passed arg_buf */
-               ASSERT3S(*offset, <=, size);
-               if (size == *offset)
-                       break;
+               /*
+                * Fully consumed the passed arg_buf. We use goto here because
+                * rq_for_each_segment is a double loop
+                */
+               ASSERT3S(offset, <=, size);
+               if (size == offset)
+                       goto out;
 
-               /* Skip fully consumed bv's */
-               if (bv->bv_len == 0)
+               /* Skip already copied bvp */
+               if (bio_offset >= bvp->bv_len) {
+                       bio_offset -= bvp->bv_len;
                        continue;
+               }
+
+               bv_len = bvp->bv_len - bio_offset;
+               bv_offset = bvp->bv_offset + bio_offset;
+               bio_offset = 0;
 
-               tocpy = MIN(bv->bv_len, size - *offset);
+               tocpy = MIN(bv_len, size - offset);
                ASSERT3S(tocpy, >=, 0);
 
-               bv_buf = page_address(bv->bv_page) + bv->bv_offset;
+               bv_buf = page_address(bvp->bv_page) + bv_offset;
                ASSERT3P(bv_buf, !=, NULL);
 
-               if (rq_data_dir(req) == WRITE)
-                       memcpy(arg_buf + *offset, bv_buf, tocpy);
+               if (bio_data_dir(bio) == WRITE)
+                       memcpy(arg_buf + offset, bv_buf, tocpy);
                else
-                       memcpy(bv_buf, arg_buf + *offset, tocpy);
-
-               *offset += tocpy;
-               bv->bv_offset += tocpy;
-               bv->bv_len -= tocpy;
-       }
-
-       return 0;
-}
-
-static void
-dmu_bio_put(struct bio *bio)
-{
-       struct bio *bio_next;
+                       memcpy(bv_buf, arg_buf + offset, tocpy);
 
-       while (bio) {
-               bio_next = bio->bi_next;
-               bio_put(bio);
-               bio = bio_next;
-       }
-}
-
-static int
-dmu_bio_clone(struct bio *bio, struct bio **bio_copy)
-{
-       struct bio *bio_root = NULL;
-       struct bio *bio_last = NULL;
-       struct bio *bio_new;
-
-       if (bio == NULL)
-               return EINVAL;
-
-       while (bio) {
-               bio_new = bio_clone(bio, GFP_NOIO);
-               if (bio_new == NULL) {
-                       dmu_bio_put(bio_root);
-                       return ENOMEM;
-               }
-
-               if (bio_last) {
-                       bio_last->bi_next = bio_new;
-                       bio_last = bio_new;
-               } else {
-                       bio_root = bio_new;
-                       bio_last = bio_new;
-               }
-
-               bio = bio->bi_next;
+               offset += tocpy;
        }
-
-       *bio_copy = bio_root;
-
-       return 0;
+out:
+       return (offset);
 }
 
 int
-dmu_read_req(objset_t *os, uint64_t object, struct request *req)
+dmu_read_bio(objset_t *os, uint64_t object, struct bio *bio)
 {
-       uint64_t size = blk_rq_bytes(req);
-       uint64_t offset = blk_rq_pos(req) << 9;
-       struct bio *bio_saved = req->bio;
+       uint64_t offset = BIO_BI_SECTOR(bio) << 9;
+       uint64_t size = BIO_BI_SIZE(bio);
        dmu_buf_t **dbp;
        int numbufs, i, err;
+       size_t bio_offset;
 
        /*
         * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
         * to be reading in parallel.
         */
        err = dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size, TRUE, FTAG,
-                                &numbufs, &dbp);
+           &numbufs, &dbp);
        if (err)
                return (err);
 
-       /*
-        * Clone the bio list so the bv->bv_offset and bv->bv_len members
-        * can be safely modified.  The original bio list is relinked in to
-        * the request when the function exits.  This is required because
-        * some file systems blindly assume that these values will remain
-        * constant between bio_submit() and the IO completion callback.
-        */
-       err = dmu_bio_clone(bio_saved, &req->bio);
-       if (err)
-               goto error;
-
+       bio_offset = 0;
        for (i = 0; i < numbufs; i++) {
-               int tocpy, didcpy, bufoff;
+               uint64_t tocpy;
+               int64_t bufoff;
+               int didcpy;
                dmu_buf_t *db = dbp[i];
 
                bufoff = offset - db->db_offset;
                ASSERT3S(bufoff, >=, 0);
 
-               tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
+               tocpy = MIN(db->db_size - bufoff, size);
                if (tocpy == 0)
                        break;
 
-               err = dmu_req_copy(db->db_data + bufoff, tocpy, &didcpy, req);
+               didcpy = dmu_bio_copy(db->db_data + bufoff, tocpy, bio,
+                   bio_offset);
 
                if (didcpy < tocpy)
                        err = EIO;
@@ -1132,55 +1137,42 @@ dmu_read_req(objset_t *os, uint64_t object, struct request *req)
 
                size -= tocpy;
                offset += didcpy;
+               bio_offset += didcpy;
                err = 0;
        }
-
-       dmu_bio_put(req->bio);
-       req->bio = bio_saved;
-error:
        dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
 
        return (err);
 }
 
 int
-dmu_write_req(objset_t *os, uint64_t object, struct request *req, dmu_tx_t *tx)
+dmu_write_bio(objset_t *os, uint64_t object, struct bio *bio, dmu_tx_t *tx)
 {
-       uint64_t size = blk_rq_bytes(req);
-       uint64_t offset = blk_rq_pos(req) << 9;
-       struct bio *bio_saved = req->bio;
+       uint64_t offset = BIO_BI_SECTOR(bio) << 9;
+       uint64_t size = BIO_BI_SIZE(bio);
        dmu_buf_t **dbp;
-       int numbufs;
-       int err = 0;
-       int i;
+       int numbufs, i, err;
+       size_t bio_offset;
 
        if (size == 0)
                return (0);
 
        err = dmu_buf_hold_array(os, object, offset, size, FALSE, FTAG,
-                                &numbufs, &dbp);
+           &numbufs, &dbp);
        if (err)
                return (err);
 
-       /*
-        * Clone the bio list so the bv->bv_offset and bv->bv_len members
-        * can be safely modified.  The original bio list is relinked in to
-        * the request when the function exits.  This is required because
-        * some file systems blindly assume that these values will remain
-        * constant between bio_submit() and the IO completion callback.
-        */
-       err = dmu_bio_clone(bio_saved, &req->bio);
-       if (err)
-               goto error;
-
+       bio_offset = 0;
        for (i = 0; i < numbufs; i++) {
-               int tocpy, didcpy, bufoff;
+               uint64_t tocpy;
+               int64_t bufoff;
+               int didcpy;
                dmu_buf_t *db = dbp[i];
 
                bufoff = offset - db->db_offset;
                ASSERT3S(bufoff, >=, 0);
 
-               tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
+               tocpy = MIN(db->db_size - bufoff, size);
                if (tocpy == 0)
                        break;
 
@@ -1191,7 +1183,8 @@ dmu_write_req(objset_t *os, uint64_t object, struct request *req, dmu_tx_t *tx)
                else
                        dmu_buf_will_dirty(db, tx);
 
-               err = dmu_req_copy(db->db_data + bufoff, tocpy, &didcpy, req);
+               didcpy = dmu_bio_copy(db->db_data + bufoff, tocpy, bio,
+                   bio_offset);
 
                if (tocpy == db->db_size)
                        dmu_buf_fill_done(db, tx);
@@ -1204,19 +1197,16 @@ dmu_write_req(objset_t *os, uint64_t object, struct request *req, dmu_tx_t *tx)
 
                size -= tocpy;
                offset += didcpy;
+               bio_offset += didcpy;
                err = 0;
        }
 
-       dmu_bio_put(req->bio);
-       req->bio = bio_saved;
-error:
        dmu_buf_rele_array(dbp, numbufs, FTAG);
-
        return (err);
 }
 
-int
-dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
+static int
+dmu_read_uio_dnode(dnode_t *dn, uio_t *uio, uint64_t size)
 {
        dmu_buf_t **dbp;
        int numbufs, i, err;
@@ -1226,20 +1216,20 @@ dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
         * NB: we could do this block-at-a-time, but it's nice
         * to be reading in parallel.
         */
-       err = dmu_buf_hold_array(os, object, uio->uio_loffset, size, TRUE, FTAG,
-           &numbufs, &dbp);
+       err = dmu_buf_hold_array_by_dnode(dn, uio->uio_loffset, size,
+           TRUE, FTAG, &numbufs, &dbp, 0);
        if (err)
                return (err);
 
        for (i = 0; i < numbufs; i++) {
-               int tocpy;
-               int bufoff;
+               uint64_t tocpy;
+               int64_t bufoff;
                dmu_buf_t *db = dbp[i];
 
                ASSERT(size > 0);
 
                bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
-               tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
+               tocpy = MIN(db->db_size - bufoff, size);
 
                if (xuio) {
                        dmu_buf_impl_t *dbi = (dmu_buf_impl_t *)db;
@@ -1269,6 +1259,58 @@ dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
        return (err);
 }
 
+/*
+ * Read 'size' bytes into the uio buffer.
+ * From object zdb->db_object.
+ * Starting at offset uio->uio_loffset.
+ *
+ * If the caller already has a dbuf in the target object
+ * (e.g. its bonus buffer), this routine is faster than dmu_read_uio(),
+ * because we don't have to find the dnode_t for the object.
+ */
+int
+dmu_read_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, uio_t *uio, uint64_t size)
+{
+       dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)zdb;
+       dnode_t *dn;
+       int err;
+
+       if (size == 0)
+               return (0);
+
+       DB_DNODE_ENTER(db);
+       dn = DB_DNODE(db);
+       err = dmu_read_uio_dnode(dn, uio, size);
+       DB_DNODE_EXIT(db);
+
+       return (err);
+}
+
+/*
+ * Read 'size' bytes into the uio buffer.
+ * From the specified object
+ * Starting at offset uio->uio_loffset.
+ */
+int
+dmu_read_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size)
+{
+       dnode_t *dn;
+       int err;
+
+       if (size == 0)
+               return (0);
+
+       err = dnode_hold(os, object, FTAG, &dn);
+       if (err)
+               return (err);
+
+       err = dmu_read_uio_dnode(dn, uio, size);
+
+       dnode_rele(dn, FTAG);
+
+       return (err);
+}
+
 static int
 dmu_write_uio_dnode(dnode_t *dn, uio_t *uio, uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
 {
@@ -1283,14 +1325,14 @@ dmu_write_uio_dnode(dnode_t *dn, uio_t *uio, uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
                return (err);
 
        for (i = 0; i < numbufs; i++) {
-               int tocpy;
-               int bufoff;
+               uint64_t tocpy;
+               int64_t bufoff;
                dmu_buf_t *db = dbp[i];
 
                ASSERT(size > 0);
 
                bufoff = uio->uio_loffset - db->db_offset;
-               tocpy = (int)MIN(db->db_size - bufoff, size);
+               tocpy = MIN(db->db_size - bufoff, size);
 
                ASSERT(i == 0 || i == numbufs-1 || tocpy == db->db_size);
 
@@ -1321,6 +1363,15 @@ dmu_write_uio_dnode(dnode_t *dn, uio_t *uio, uint64_t size, dmu_tx_t *tx)
        return (err);
 }
 
+/*
+ * Write 'size' bytes from the uio buffer.
+ * To object zdb->db_object.
+ * Starting at offset uio->uio_loffset.
+ *
+ * If the caller already has a dbuf in the target object
+ * (e.g. its bonus buffer), this routine is faster than dmu_write_uio(),
+ * because we don't have to find the dnode_t for the object.
+ */
 int
 dmu_write_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, uio_t *uio, uint64_t size,
     dmu_tx_t *tx)
@@ -1340,6 +1391,11 @@ dmu_write_uio_dbuf(dmu_buf_t *zdb, uio_t *uio, uint64_t size,
        return (err);
 }
 
+/*
+ * Write 'size' bytes from the uio buffer.
+ * To the specified object.
+ * Starting at offset uio->uio_loffset.
+ */
 int
 dmu_write_uio(objset_t *os, uint64_t object, uio_t *uio, uint64_t size,
     dmu_tx_t *tx)
@@ -1369,10 +1425,8 @@ arc_buf_t *
 dmu_request_arcbuf(dmu_buf_t *handle, int size)
 {
        dmu_buf_impl_t *db = (dmu_buf_impl_t *)handle;
-       spa_t *spa;
 
-       DB_GET_SPA(&spa, db);
-       return (arc_loan_buf(spa, size));
+       return (arc_loan_buf(db->db_objset->os_spa, size));
 }
 
 /*
@@ -1382,7 +1436,7 @@ void
 dmu_return_arcbuf(arc_buf_t *buf)
 {
        arc_return_buf(buf, FTAG);
-       VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, FTAG) == 1);
+       VERIFY(arc_buf_remove_ref(buf, FTAG));
 }
 
 /*
@@ -1408,7 +1462,14 @@ dmu_assign_arcbuf(dmu_buf_t *handle, uint64_t offset, arc_buf_t *buf,
        rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
        DB_DNODE_EXIT(dbuf);
 
-       if (offset == db->db.db_offset && blksz == db->db.db_size) {
+       /*
+        * We can only assign if the offset is aligned, the arc buf is the
+        * same size as the dbuf, and the dbuf is not metadata.  It
+        * can't be metadata because the loaned arc buf comes from the
+        * user-data kmem area.
+        */
+       if (offset == db->db.db_offset && blksz == db->db.db_size &&
+           DBUF_GET_BUFC_TYPE(db) == ARC_BUFC_DATA) {
                dbuf_assign_arcbuf(db, buf, tx);
                dbuf_rele(db, FTAG);
        } else {
@@ -1450,7 +1511,7 @@ dmu_sync_ready(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
                         * block size still needs to be known for replay.
                         */
                        BP_SET_LSIZE(bp, db->db_size);
-               } else {
+               } else if (!BP_IS_EMBEDDED(bp)) {
                        ASSERT(BP_GET_LEVEL(bp) == 0);
                        bp->blk_fill = 1;
                }
@@ -1474,10 +1535,32 @@ dmu_sync_done(zio_t *zio, arc_buf_t *buf, void *varg)
        mutex_enter(&db->db_mtx);
        ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC);
        if (zio->io_error == 0) {
+               dr->dt.dl.dr_nopwrite = !!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE);
+               if (dr->dt.dl.dr_nopwrite) {
+                       ASSERTV(blkptr_t *bp = zio->io_bp);
+                       ASSERTV(blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig);
+                       ASSERTV(uint8_t chksum = BP_GET_CHECKSUM(bp_orig));
+
+                       ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
+                       ASSERT(zio->io_prop.zp_compress != ZIO_COMPRESS_OFF);
+                       ASSERT(zio_checksum_table[chksum].ci_dedup);
+               }
                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))
+
+               /*
+                * Old style holes are filled with all zeros, whereas
+                * new-style holes maintain their lsize, type, level,
+                * and birth time (see zio_write_compress). While we
+                * need to reset the BP_SET_LSIZE() call that happened
+                * in dmu_sync_ready for old style holes, we do *not*
+                * want to wipe out the information contained in new
+                * style holes. Thus, only zero out the block pointer if
+                * it's an old style hole.
+                */
+               if (BP_IS_HOLE(&dr->dt.dl.dr_overridden_by) &&
+                   dr->dt.dl.dr_overridden_by.blk_birth == 0)
                        BP_ZERO(&dr->dt.dl.dr_overridden_by);
        } else {
                dr->dt.dl.dr_override_state = DR_NOT_OVERRIDDEN;
@@ -1495,11 +1578,22 @@ dmu_sync_late_arrival_done(zio_t *zio)
 {
        blkptr_t *bp = zio->io_bp;
        dmu_sync_arg_t *dsa = zio->io_private;
+       ASSERTV(blkptr_t *bp_orig = &zio->io_bp_orig);
 
        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);
+               /*
+                * If we didn't allocate a new block (i.e. ZIO_FLAG_NOPWRITE)
+                * then there is nothing to do here. Otherwise, free the
+                * newly allocated block in this txg.
+                */
+               if (zio->io_flags & ZIO_FLAG_NOPWRITE) {
+                       ASSERT(BP_EQUAL(bp, bp_orig));
+               } else {
+                       ASSERT(BP_IS_HOLE(bp_orig) || !BP_EQUAL(bp, bp_orig));
+                       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);
@@ -1511,7 +1605,7 @@ dmu_sync_late_arrival_done(zio_t *zio)
 
 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)
+    zio_prop_t *zp, zbookmark_phys_t *zb)
 {
        dmu_sync_arg_t *dsa;
        dmu_tx_t *tx;
@@ -1520,10 +1614,11 @@ dmu_sync_late_arrival(zio_t *pio, objset_t *os, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd,
        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() */
+               /* Make zl_get_data do txg_waited_synced() */
+               return (SET_ERROR(EIO));
        }
 
-       dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_PUSHPAGE);
+       dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
        dsa->dsa_dr = NULL;
        dsa->dsa_done = done;
        dsa->dsa_zgd = zgd;
@@ -1531,8 +1626,8 @@ dmu_sync_late_arrival(zio_t *pio, objset_t *os, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd,
 
        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 | ZIO_FLAG_FASTWRITE, zb));
+           dmu_sync_late_arrival_ready, NULL, dmu_sync_late_arrival_done, dsa,
+           ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL|ZIO_FLAG_FASTWRITE, zb));
 
        return (0);
 }
@@ -1544,7 +1639,7 @@ dmu_sync_late_arrival(zio_t *pio, objset_t *os, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd,
  *
  * Return values:
  *
- *     EEXIST: this txg has already been synced, so there's nothing to to.
+ *     EEXIST: this txg has already been synced, so there's nothing to do.
  *             The caller should not log the write.
  *
  *     ENOENT: the block was dbuf_free_range()'d, so there's nothing to do.
@@ -1571,12 +1666,11 @@ dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
        dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
        dbuf_dirty_record_t *dr;
        dmu_sync_arg_t *dsa;
-       zbookmark_t zb;
+       zbookmark_phys_t zb;
        zio_prop_t zp;
        dnode_t *dn;
 
        ASSERT(pio != NULL);
-       ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
        ASSERT(txg != 0);
 
        SET_BOOKMARK(&zb, ds->ds_object,
@@ -1606,7 +1700,7 @@ dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
                 * This txg has already synced.  There's nothing to do.
                 */
                mutex_exit(&db->db_mtx);
-               return (EEXIST);
+               return (SET_ERROR(EEXIST));
        }
 
        if (txg <= spa_syncing_txg(os->os_spa)) {
@@ -1628,9 +1722,39 @@ dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
                 * There's no need to log writes to freed blocks, so we're done.
                 */
                mutex_exit(&db->db_mtx);
-               return (ENOENT);
+               return (SET_ERROR(ENOENT));
        }
 
+       ASSERT(dr->dr_next == NULL || dr->dr_next->dr_txg < txg);
+
+       /*
+        * Assume the on-disk data is X, the current syncing data (in
+        * txg - 1) is Y, and the current in-memory data is Z (currently
+        * in dmu_sync).
+        *
+        * We usually want to perform a nopwrite if X and Z are the
+        * same.  However, if Y is different (i.e. the BP is going to
+        * change before this write takes effect), then a nopwrite will
+        * be incorrect - we would override with X, which could have
+        * been freed when Y was written.
+        *
+        * (Note that this is not a concern when we are nop-writing from
+        * syncing context, because X and Y must be identical, because
+        * all previous txgs have been synced.)
+        *
+        * Therefore, we disable nopwrite if the current BP could change
+        * before this TXG.  There are two ways it could change: by
+        * being dirty (dr_next is non-NULL), or by being freed
+        * (dnode_block_freed()).  This behavior is verified by
+        * zio_done(), which VERIFYs that the override BP is identical
+        * to the on-disk BP.
+        */
+       DB_DNODE_ENTER(db);
+       dn = DB_DNODE(db);
+       if (dr->dr_next != NULL || dnode_block_freed(dn, db->db_blkid))
+               zp.zp_nopwrite = B_FALSE;
+       DB_DNODE_EXIT(db);
+
        ASSERT(dr->dr_txg == txg);
        if (dr->dt.dl.dr_override_state == DR_IN_DMU_SYNC ||
            dr->dt.dl.dr_override_state == DR_OVERRIDDEN) {
@@ -1640,14 +1764,14 @@ dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
                 * have been dirtied since, or we would have cleared the state.
                 */
                mutex_exit(&db->db_mtx);
-               return (EALREADY);
+               return (SET_ERROR(EALREADY));
        }
 
        ASSERT(dr->dt.dl.dr_override_state == DR_NOT_OVERRIDDEN);
        dr->dt.dl.dr_override_state = DR_IN_DMU_SYNC;
        mutex_exit(&db->db_mtx);
 
-       dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_PUSHPAGE);
+       dsa = kmem_alloc(sizeof (dmu_sync_arg_t), KM_SLEEP);
        dsa->dsa_dr = dr;
        dsa->dsa_done = done;
        dsa->dsa_zgd = zgd;
@@ -1655,8 +1779,9 @@ dmu_sync(zio_t *pio, uint64_t txg, dmu_sync_cb_t *done, zgd_t *zgd)
 
        zio_nowait(arc_write(pio, os->os_spa, txg,
            bp, dr->dt.dl.dr_data, DBUF_IS_L2CACHEABLE(db),
-           DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db), &zp, dmu_sync_ready, dmu_sync_done,
-           dsa, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE, ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_FASTWRITE, &zb));
+           DBUF_IS_L2COMPRESSIBLE(db), &zp, dmu_sync_ready,
+           NULL, dmu_sync_done, dsa, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
+           ZIO_FLAG_CANFAIL, &zb));
 
        return (0);
 }
@@ -1682,9 +1807,15 @@ 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, object, FTAG, &dn);
-       ASSERT(checksum < ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
+       /*
+        * Send streams include each object's checksum function.  This
+        * check ensures that the receiving system can understand the
+        * checksum function transmitted.
+        */
+       ASSERT3U(checksum, <, ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
+
+       VERIFY0(dnode_hold(os, object, FTAG, &dn));
+       ASSERT3U(checksum, <, ZIO_CHECKSUM_FUNCTIONS);
        dn->dn_checksum = checksum;
        dnode_setdirty(dn, tx);
        dnode_rele(dn, FTAG);
@@ -1696,9 +1827,14 @@ 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, object, FTAG, &dn);
-       ASSERT(compress < ZIO_COMPRESS_FUNCTIONS);
+       /*
+        * Send streams include each object's compression function.  This
+        * check ensures that the receiving system can understand the
+        * compression function transmitted.
+        */
+       ASSERT3U(compress, <, ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
+
+       VERIFY0(dnode_hold(os, object, FTAG, &dn));
        dn->dn_compress = compress;
        dnode_setdirty(dn, tx);
        dnode_rele(dn, FTAG);
@@ -1706,6 +1842,12 @@ dmu_object_set_compress(objset_t *os, uint64_t object, uint8_t compress,
 
 int zfs_mdcomp_disable = 0;
 
+/*
+ * When the "redundant_metadata" property is set to "most", only indirect
+ * blocks of this level and higher will have an additional ditto block.
+ */
+int zfs_redundant_metadata_most_ditto_level = 2;
+
 void
 dmu_write_policy(objset_t *os, dnode_t *dn, int level, int wp, zio_prop_t *zp)
 {
@@ -1715,14 +1857,30 @@ dmu_write_policy(objset_t *os, dnode_t *dn, int level, int wp, zio_prop_t *zp)
        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 = B_FALSE;
+       boolean_t nopwrite = B_FALSE;
        boolean_t dedup_verify = os->os_dedup_verify;
        int copies = os->os_copies;
 
        /*
-        * Determine checksum setting.
+        * We maintain different write policies for each of the following
+        * types of data:
+        *       1. metadata
+        *       2. preallocated blocks (i.e. level-0 blocks of a dump device)
+        *       3. all other level 0 blocks
         */
        if (ismd) {
+               if (zfs_mdcomp_disable) {
+                       compress = ZIO_COMPRESS_EMPTY;
+               } else {
+                       /*
+                        * XXX -- we should design a compression algorithm
+                        * that specializes in arrays of bps.
+                        */
+                       compress = zio_compress_select(os->os_spa,
+                           ZIO_COMPRESS_ON, ZIO_COMPRESS_ON);
+               }
+
                /*
                 * Metadata always gets checksummed.  If the data
                 * checksum is multi-bit correctable, and it's not a
@@ -1733,54 +1891,65 @@ dmu_write_policy(objset_t *os, dnode_t *dn, int level, int wp, zio_prop_t *zp)
                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) {
+               if (os->os_redundant_metadata == ZFS_REDUNDANT_METADATA_ALL ||
+                   (os->os_redundant_metadata ==
+                   ZFS_REDUNDANT_METADATA_MOST &&
+                   (level >= zfs_redundant_metadata_most_ditto_level ||
+                   DMU_OT_IS_METADATA(type) || (wp & WP_SPILL))))
+                       copies++;
+       } else if (wp & WP_NOFILL) {
+               ASSERT(level == 0);
+
                /*
-                * XXX -- we should design a compression algorithm
-                * that specializes in arrays of bps.
+                * If we're writing preallocated blocks, we aren't actually
+                * writing them so don't set any policy properties.  These
+                * blocks are currently only used by an external subsystem
+                * outside of zfs (i.e. dump) and not written by the zio
+                * pipeline.
                 */
-               compress = zfs_mdcomp_disable ? ZIO_COMPRESS_EMPTY :
-                   ZIO_COMPRESS_LZJB;
+               compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
+               checksum = ZIO_CHECKSUM_OFF;
        } else {
-               compress = zio_compress_select(dn->dn_compress, compress);
-       }
+               compress = zio_compress_select(os->os_spa, 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;
-       }
+               checksum = (dedup_checksum == ZIO_CHECKSUM_OFF) ?
+                   zio_checksum_select(dn->dn_checksum, checksum) :
+                   dedup_checksum;
 
-       if (wp & WP_DMU_SYNC)
-               dedup = 0;
+               /*
+                * 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.
+                */
+               if (dedup_checksum != ZIO_CHECKSUM_OFF) {
+                       dedup = (wp & WP_DMU_SYNC) ? B_FALSE : B_TRUE;
+                       if (!zio_checksum_table[checksum].ci_dedup)
+                               dedup_verify = B_TRUE;
+               }
 
-       if (wp & WP_NOFILL) {
-               ASSERT(!ismd && level == 0);
-               checksum = ZIO_CHECKSUM_OFF;
-               compress = ZIO_COMPRESS_OFF;
-               dedup = B_FALSE;
+               /*
+                * Enable nopwrite if we have a cryptographically secure
+                * checksum that has no known collisions (i.e. SHA-256)
+                * and compression is enabled.  We don't enable nopwrite if
+                * dedup is enabled as the two features are mutually exclusive.
+                */
+               nopwrite = (!dedup && zio_checksum_table[checksum].ci_dedup &&
+                   compress != ZIO_COMPRESS_OFF && zfs_nopwrite_enabled);
        }
 
        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_copies = MIN(copies, spa_max_replication(os->os_spa));
        zp->zp_dedup = dedup;
        zp->zp_dedup_verify = dedup && dedup_verify;
+       zp->zp_nopwrite = nopwrite;
 }
 
 int
@@ -1815,16 +1984,11 @@ 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)
+__dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
 {
-       dnode_phys_t *dnp;
+       dnode_phys_t *dnp = dn->dn_phys;
        int i;
 
-       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;
@@ -1834,11 +1998,21 @@ dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
        doi->doi_indirection = dn->dn_nlevels;
        doi->doi_checksum = dn->dn_checksum;
        doi->doi_compress = dn->dn_compress;
+       doi->doi_nblkptr = dn->dn_nblkptr;
        doi->doi_physical_blocks_512 = (DN_USED_BYTES(dnp) + 256) >> 9;
-       doi->doi_max_offset = (dnp->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
+       doi->doi_max_offset = (dn->dn_maxblkid + 1) * dn->dn_datablksz;
        doi->doi_fill_count = 0;
        for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr; i++)
-               doi->doi_fill_count += dnp->dn_blkptr[i].blk_fill;
+               doi->doi_fill_count += BP_GET_FILL(&dnp->dn_blkptr[i]);
+}
+
+void
+dmu_object_info_from_dnode(dnode_t *dn, dmu_object_info_t *doi)
+{
+       rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
+       mutex_enter(&dn->dn_mtx);
+
+       __dmu_object_info_from_dnode(dn, doi);
 
        mutex_exit(&dn->dn_mtx);
        rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
@@ -1961,7 +2135,7 @@ dmu_init(void)
 void
 dmu_fini(void)
 {
-       arc_fini();
+       arc_fini(); /* arc depends on l2arc, so arc must go first */
        l2arc_fini();
        dmu_tx_fini();
        zfetch_fini();
@@ -1980,7 +2154,7 @@ EXPORT_SYMBOL(dmu_buf_rele_array);
 EXPORT_SYMBOL(dmu_prefetch);
 EXPORT_SYMBOL(dmu_free_range);
 EXPORT_SYMBOL(dmu_free_long_range);
-EXPORT_SYMBOL(dmu_free_object);
+EXPORT_SYMBOL(dmu_free_long_object);
 EXPORT_SYMBOL(dmu_read);
 EXPORT_SYMBOL(dmu_write);
 EXPORT_SYMBOL(dmu_prealloc);
@@ -2001,4 +2175,8 @@ EXPORT_SYMBOL(dmu_ot);
 
 module_param(zfs_mdcomp_disable, int, 0644);
 MODULE_PARM_DESC(zfs_mdcomp_disable, "Disable meta data compression");
+
+module_param(zfs_nopwrite_enabled, int, 0644);
+MODULE_PARM_DESC(zfs_nopwrite_enabled, "Enable NOP writes");
+
 #endif