sys/contrib/openzfs/module/zfs/dnode.c

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2012, 2020 by Delphix. All rights reserved.
  24  * Copyright (c) 2014 Spectra Logic Corporation, All rights reserved.
  25  */
  26
  27 #include <sys/zfs_context.h>
  28 #include <sys/dbuf.h>
  29 #include <sys/dnode.h>
  30 #include <sys/dmu.h>
  31 #include <sys/dmu_impl.h>
  32 #include <sys/dmu_tx.h>
  33 #include <sys/dmu_objset.h>
  34 #include <sys/dsl_dir.h>
  35 #include <sys/dsl_dataset.h>
  36 #include <sys/spa.h>
  37 #include <sys/zio.h>
  38 #include <sys/dmu_zfetch.h>
  39 #include <sys/range_tree.h>
  40 #include <sys/trace_zfs.h>
  41 #include <sys/zfs_project.h>
  42
  43 dnode_stats_t dnode_stats = {
  44         { "dnode_hold_dbuf_hold",               KSTAT_DATA_UINT64 },
  45         { "dnode_hold_dbuf_read",               KSTAT_DATA_UINT64 },
  46         { "dnode_hold_alloc_hits",              KSTAT_DATA_UINT64 },
  47         { "dnode_hold_alloc_misses",            KSTAT_DATA_UINT64 },
  48         { "dnode_hold_alloc_interior",          KSTAT_DATA_UINT64 },
  49         { "dnode_hold_alloc_lock_retry",        KSTAT_DATA_UINT64 },
  50         { "dnode_hold_alloc_lock_misses",       KSTAT_DATA_UINT64 },
  51         { "dnode_hold_alloc_type_none",         KSTAT_DATA_UINT64 },
  52         { "dnode_hold_free_hits",               KSTAT_DATA_UINT64 },
  53         { "dnode_hold_free_misses",             KSTAT_DATA_UINT64 },
  54         { "dnode_hold_free_lock_misses",        KSTAT_DATA_UINT64 },
  55         { "dnode_hold_free_lock_retry",         KSTAT_DATA_UINT64 },
  56         { "dnode_hold_free_overflow",           KSTAT_DATA_UINT64 },
  57         { "dnode_hold_free_refcount",           KSTAT_DATA_UINT64 },
  58         { "dnode_free_interior_lock_retry",     KSTAT_DATA_UINT64 },
  59         { "dnode_allocate",                     KSTAT_DATA_UINT64 },
  60         { "dnode_reallocate",                   KSTAT_DATA_UINT64 },
  61         { "dnode_buf_evict",                    KSTAT_DATA_UINT64 },
  62         { "dnode_alloc_next_chunk",             KSTAT_DATA_UINT64 },
  63         { "dnode_alloc_race",                   KSTAT_DATA_UINT64 },
  64         { "dnode_alloc_next_block",             KSTAT_DATA_UINT64 },
  65         { "dnode_move_invalid",                 KSTAT_DATA_UINT64 },
  66         { "dnode_move_recheck1",                KSTAT_DATA_UINT64 },
  67         { "dnode_move_recheck2",                KSTAT_DATA_UINT64 },
  68         { "dnode_move_special",                 KSTAT_DATA_UINT64 },
  69         { "dnode_move_handle",                  KSTAT_DATA_UINT64 },
  70         { "dnode_move_rwlock",                  KSTAT_DATA_UINT64 },
  71         { "dnode_move_active",                  KSTAT_DATA_UINT64 },
  72 };
  73
  74 dnode_sums_t dnode_sums;
  75
  76 static kstat_t *dnode_ksp;
  77 static kmem_cache_t *dnode_cache;
  78
  79 static dnode_phys_t dnode_phys_zero __maybe_unused;
  80
  81 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
  82 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
  83
  84 #ifdef  _KERNEL
  85 static kmem_cbrc_t dnode_move(void *, void *, size_t, void *);
  86 #endif /* _KERNEL */
  87
  88 static int
  89 dbuf_compare(const void *x1, const void *x2)
  90 {
  91         const dmu_buf_impl_t *d1 = x1;
  92         const dmu_buf_impl_t *d2 = x2;
  93
  94         int cmp = TREE_CMP(d1->db_level, d2->db_level);
  95         if (likely(cmp))
  96                 return (cmp);
  97
  98         cmp = TREE_CMP(d1->db_blkid, d2->db_blkid);
  99         if (likely(cmp))
 100                 return (cmp);
 101
 102         if (d1->db_state == DB_SEARCH) {
 103                 ASSERT3S(d2->db_state, !=, DB_SEARCH);
 104                 return (-1);
 105         } else if (d2->db_state == DB_SEARCH) {
 106                 ASSERT3S(d1->db_state, !=, DB_SEARCH);
 107                 return (1);
 108         }
 109
 110         return (TREE_PCMP(d1, d2));
 111 }
 112
 113 static int
 114 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
 115 {
 116         (void) unused, (void) kmflag;
 117         dnode_t *dn = arg;
 118
 119         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_NOLOCKDEP, NULL);
 120         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 121         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
 122         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 123         cv_init(&dn->dn_nodnholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
 124
 125         /*
 126          * Every dbuf has a reference, and dropping a tracked reference is
 127          * O(number of references), so don't track dn_holds.
 128          */
 129         zfs_refcount_create_untracked(&dn->dn_holds);
 130         zfs_refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
 131         list_link_init(&dn->dn_link);
 132
 133         bzero(&dn->dn_next_type[0], sizeof (dn->dn_next_type));
 134         bzero(&dn->dn_next_nblkptr[0], sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
 135         bzero(&dn->dn_next_nlevels[0], sizeof (dn->dn_next_nlevels));
 136         bzero(&dn->dn_next_indblkshift[0], sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
 137         bzero(&dn->dn_next_bonustype[0], sizeof (dn->dn_next_bonustype));
 138         bzero(&dn->dn_rm_spillblk[0], sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
 139         bzero(&dn->dn_next_bonuslen[0], sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
 140         bzero(&dn->dn_next_blksz[0], sizeof (dn->dn_next_blksz));
 141         bzero(&dn->dn_next_maxblkid[0], sizeof (dn->dn_next_maxblkid));
 142
 143         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 144                 multilist_link_init(&dn->dn_dirty_link[i]);
 145                 dn->dn_free_ranges[i] = NULL;
 146                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
 147                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 148                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 149         }
 150
 151         dn->dn_allocated_txg = 0;
 152         dn->dn_free_txg = 0;
 153         dn->dn_assigned_txg = 0;
 154         dn->dn_dirty_txg = 0;
 155         dn->dn_dirtyctx = 0;
 156         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 157         dn->dn_bonus = NULL;
 158         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 159         dn->dn_zio = NULL;
 160         dn->dn_oldused = 0;
 161         dn->dn_oldflags = 0;
 162         dn->dn_olduid = 0;
 163         dn->dn_oldgid = 0;
 164         dn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 165         dn->dn_newuid = 0;
 166         dn->dn_newgid = 0;
 167         dn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 168         dn->dn_id_flags = 0;
 169
 170         dn->dn_dbufs_count = 0;
 171         avl_create(&dn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 172             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 173
 174         dn->dn_moved = 0;
 175         return (0);
 176 }
 177
 178 static void
 179 dnode_dest(void *arg, void *unused)
 180 {
 181         (void) unused;
 182         dnode_t *dn = arg;
 183
 184         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
 185         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
 186         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
 187         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
 188         cv_destroy(&dn->dn_nodnholds);
 189         zfs_refcount_destroy(&dn->dn_holds);
 190         zfs_refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
 191         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_link));
 192
 193         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 194                 ASSERT(!multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 195                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
 196                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
 197                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
 198                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
 199                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
 200                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
 201                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
 202                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
 203                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
 204                 ASSERT0(dn->dn_next_maxblkid[i]);
 205         }
 206
 207         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
 208         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
 209         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
 210         ASSERT0(dn->dn_dirty_txg);
 211         ASSERT0(dn->dn_dirtyctx);
 212         ASSERT3P(dn->dn_dirtyctx_firstset, ==, NULL);
 213         ASSERT3P(dn->dn_bonus, ==, NULL);
 214         ASSERT(!dn->dn_have_spill);
 215         ASSERT3P(dn->dn_zio, ==, NULL);
 216         ASSERT0(dn->dn_oldused);
 217         ASSERT0(dn->dn_oldflags);
 218         ASSERT0(dn->dn_olduid);
 219         ASSERT0(dn->dn_oldgid);
 220         ASSERT0(dn->dn_oldprojid);
 221         ASSERT0(dn->dn_newuid);
 222         ASSERT0(dn->dn_newgid);
 223         ASSERT0(dn->dn_newprojid);
 224         ASSERT0(dn->dn_id_flags);
 225
 226         ASSERT0(dn->dn_dbufs_count);
 227         avl_destroy(&dn->dn_dbufs);
 228 }
 229
 230 static int
 231 dnode_kstats_update(kstat_t *ksp, int rw)
 232 {
 233         dnode_stats_t *ds = ksp->ks_data;
 234
 235         if (rw == KSTAT_WRITE)
 236                 return (EACCES);
 237         ds->dnode_hold_dbuf_hold.value.ui64 =
 238             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_hold);
 239         ds->dnode_hold_dbuf_read.value.ui64 =
 240             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_read);
 241         ds->dnode_hold_alloc_hits.value.ui64 =
 242             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_hits);
 243         ds->dnode_hold_alloc_misses.value.ui64 =
 244             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_misses);
 245         ds->dnode_hold_alloc_interior.value.ui64 =
 246             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_interior);
 247         ds->dnode_hold_alloc_lock_retry.value.ui64 =
 248             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_retry);
 249         ds->dnode_hold_alloc_lock_misses.value.ui64 =
 250             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_misses);
 251         ds->dnode_hold_alloc_type_none.value.ui64 =
 252             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_type_none);
 253         ds->dnode_hold_free_hits.value.ui64 =
 254             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_hits);
 255         ds->dnode_hold_free_misses.value.ui64 =
 256             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_misses);
 257         ds->dnode_hold_free_lock_misses.value.ui64 =
 258             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_misses);
 259         ds->dnode_hold_free_lock_retry.value.ui64 =
 260             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_retry);
 261         ds->dnode_hold_free_refcount.value.ui64 =
 262             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_refcount);
 263         ds->dnode_hold_free_overflow.value.ui64 =
 264             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_hold_free_overflow);
 265         ds->dnode_free_interior_lock_retry.value.ui64 =
 266             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_free_interior_lock_retry);
 267         ds->dnode_allocate.value.ui64 =
 268             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_allocate);
 269         ds->dnode_reallocate.value.ui64 =
 270             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_reallocate);
 271         ds->dnode_buf_evict.value.ui64 =
 272             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_buf_evict);
 273         ds->dnode_alloc_next_chunk.value.ui64 =
 274             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_alloc_next_chunk);
 275         ds->dnode_alloc_race.value.ui64 =
 276             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_alloc_race);
 277         ds->dnode_alloc_next_block.value.ui64 =
 278             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_alloc_next_block);
 279         ds->dnode_move_invalid.value.ui64 =
 280             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_invalid);
 281         ds->dnode_move_recheck1.value.ui64 =
 282             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_recheck1);
 283         ds->dnode_move_recheck2.value.ui64 =
 284             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_recheck2);
 285         ds->dnode_move_special.value.ui64 =
 286             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_special);
 287         ds->dnode_move_handle.value.ui64 =
 288             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_handle);
 289         ds->dnode_move_rwlock.value.ui64 =
 290             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_rwlock);
 291         ds->dnode_move_active.value.ui64 =
 292             wmsum_value(&dnode_sums.dnode_move_active);
 293         return (0);
 294 }
 295
 296 void
 297 dnode_init(void)
 298 {
 299         ASSERT(dnode_cache == NULL);
 300         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t", sizeof (dnode_t),
 301             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
 302         kmem_cache_set_move(dnode_cache, dnode_move);
 303
 304         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_hold, 0);
 305         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_read, 0);
 306         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_hits, 0);
 307         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_misses, 0);
 308         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_interior, 0);
 309         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_retry, 0);
 310         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_misses, 0);
 311         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_type_none, 0);
 312         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_hits, 0);
 313         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_misses, 0);
 314         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_misses, 0);
 315         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_retry, 0);
 316         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_refcount, 0);
 317         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_hold_free_overflow, 0);
 318         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_free_interior_lock_retry, 0);
 319         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_allocate, 0);
 320         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_reallocate, 0);
 321         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_buf_evict, 0);
 322         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_alloc_next_chunk, 0);
 323         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_alloc_race, 0);
 324         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_alloc_next_block, 0);
 325         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_invalid, 0);
 326         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_recheck1, 0);
 327         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_recheck2, 0);
 328         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_special, 0);
 329         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_handle, 0);
 330         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_rwlock, 0);
 331         wmsum_init(&dnode_sums.dnode_move_active, 0);
 332
 333         dnode_ksp = kstat_create("zfs", 0, "dnodestats", "misc",
 334             KSTAT_TYPE_NAMED, sizeof (dnode_stats) / sizeof (kstat_named_t),
 335             KSTAT_FLAG_VIRTUAL);
 336         if (dnode_ksp != NULL) {
 337                 dnode_ksp->ks_data = &dnode_stats;
 338                 dnode_ksp->ks_update = dnode_kstats_update;
 339                 kstat_install(dnode_ksp);
 340         }
 341 }
 342
 343 void
 344 dnode_fini(void)
 345 {
 346         if (dnode_ksp != NULL) {
 347                 kstat_delete(dnode_ksp);
 348                 dnode_ksp = NULL;
 349         }
 350
 351         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_hold);
 352         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_dbuf_read);
 353         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_hits);
 354         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_misses);
 355         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_interior);
 356         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_retry);
 357         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_lock_misses);
 358         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_alloc_type_none);
 359         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_hits);
 360         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_misses);
 361         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_misses);
 362         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_lock_retry);
 363         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_refcount);
 364         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_hold_free_overflow);
 365         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_free_interior_lock_retry);
 366         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_allocate);
 367         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_reallocate);
 368         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_buf_evict);
 369         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_alloc_next_chunk);
 370         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_alloc_race);
 371         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_alloc_next_block);
 372         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_invalid);
 373         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_recheck1);
 374         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_recheck2);
 375         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_special);
 376         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_handle);
 377         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_rwlock);
 378         wmsum_fini(&dnode_sums.dnode_move_active);
 379
 380         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
 381         dnode_cache = NULL;
 382 }
 383
 384
 385 #ifdef ZFS_DEBUG
 386 void
 387 dnode_verify(dnode_t *dn)
 388 {
 389         int drop_struct_lock = FALSE;
 390
 391         ASSERT(dn->dn_phys);
 392         ASSERT(dn->dn_objset);
 393         ASSERT(dn->dn_handle->dnh_dnode == dn);
 394
 395         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
 396
 397         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
 398                 return;
 399
 400         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
 401                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
 402                 drop_struct_lock = TRUE;
 403         }
 404         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
 405                 int i;
 406                 int max_bonuslen = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots);
 407                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 408                 if (dn->dn_datablkshift) {
 409                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
 410                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 411                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
 412                 }
 413                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
 414                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_type));
 415                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
 416                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 417                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, max_bonuslen);
 418                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
 419                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 420                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
 421                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
 422                     dn->dn_bonuslen, <=, max_bonuslen);
 423                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 424                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
 425                 }
 426         }
 427         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
 428                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
 429         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
 430         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
 431                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
 432                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
 433                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
 434         }
 435         if (drop_struct_lock)
 436                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 437 }
 438 #endif
 439
 440 void
 441 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
 442 {
 443         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
 444         int i;
 445
 446         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
 447                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
 448                 return;
 449         }
 450
 451         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
 452         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
 453         dnp->dn_extra_slots = BSWAP_8(dnp->dn_extra_slots);
 454         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
 455         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
 456
 457         /*
 458          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
 459          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
 460          */
 461         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
 462         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
 463         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
 464                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
 465
 466         /*
 467          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
 468          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
 469          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
 470          */
 471         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
 472                 /*
 473                  * Note that the bonus length calculated here may be
 474                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
 475                  * we always put the bonus buffer after the last block
 476                  * pointer (instead of packing it against the end of the
 477                  * dnode buffer).
 478                  */
 479                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 480                 int slots = dnp->dn_extra_slots + 1;
 481                 size_t len = DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(slots) - off;
 482                 dmu_object_byteswap_t byteswap;
 483                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dnp->dn_bonustype));
 484                 byteswap = DMU_OT_BYTESWAP(dnp->dn_bonustype);
 485                 dmu_ot_byteswap[byteswap].ob_func(dnp->dn_bonus + off, len);
 486         }
 487
 488         /* Swap SPILL block if we have one */
 489         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
 490                 byteswap_uint64_array(DN_SPILL_BLKPTR(dnp), sizeof (blkptr_t));
 491 }
 492
 493 void
 494 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 495 {
 496         int i = 0;
 497
 498         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 499         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 500
 501         while (i < size) {
 502                 dnode_phys_t *dnp = (void *)(((char *)vbuf) + i);
 503                 dnode_byteswap(dnp);
 504
 505                 i += DNODE_MIN_SIZE;
 506                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
 507                         i += dnp->dn_extra_slots * DNODE_MIN_SIZE;
 508         }
 509 }
 510
 511 void
 512 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 513 {
 514         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 515
 516         dnode_setdirty(dn, tx);
 517         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 518         ASSERT3U(newsize, <=, DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
 519             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 520
 521         if (newsize < dn->dn_bonuslen) {
 522                 /* clear any data after the end of the new size */
 523                 size_t diff = dn->dn_bonuslen - newsize;
 524                 char *data_end = ((char *)dn->dn_bonus->db.db_data) + newsize;
 525                 bzero(data_end, diff);
 526         }
 527
 528         dn->dn_bonuslen = newsize;
 529         if (newsize == 0)
 530                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 531         else
 532                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 533         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 534 }
 535
 536 void
 537 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
 538 {
 539         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 540         dnode_setdirty(dn, tx);
 541         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 542         dn->dn_bonustype = newtype;
 543         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 544         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 545 }
 546
 547 void
 548 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 549 {
 550         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 551         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 552         dnode_setdirty(dn, tx);
 553         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
 554         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 555 }
 556
 557 static void
 558 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 559 {
 560         ASSERT0(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE));
 561         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 562         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 563         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 564             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 565         dn->dn_datablksz = size;
 566         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 567         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit64(size - 1) : 0;
 568 }
 569
 570 static dnode_t *
 571 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 572     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
 573 {
 574         dnode_t *dn;
 575
 576         dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 577         dn->dn_moved = 0;
 578
 579         /*
 580          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
 581          * for the dnode_move() callback.
 582          */
 583         dn->dn_object = object;
 584         dn->dn_dbuf = db;
 585         dn->dn_handle = dnh;
 586         dn->dn_phys = dnp;
 587
 588         if (dnp->dn_datablkszsec) {
 589                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 590         } else {
 591                 dn->dn_datablksz = 0;
 592                 dn->dn_datablkszsec = 0;
 593                 dn->dn_datablkshift = 0;
 594         }
 595         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 596         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 597         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 598         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 599         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 600         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 601         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 602         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 603         dn->dn_num_slots = dnp->dn_extra_slots + 1;
 604         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 605         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
 606         dn->dn_id_flags = 0;
 607
 608         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 609
 610         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
 611         ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
 612         ASSERT(!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode));
 613
 614         mutex_enter(&os->os_lock);
 615
 616         /*
 617          * Exclude special dnodes from os_dnodes so an empty os_dnodes
 618          * signifies that the special dnodes have no references from
 619          * their children (the entries in os_dnodes).  This allows
 620          * dnode_destroy() to easily determine if the last child has
 621          * been removed and then complete eviction of the objset.
 622          */
 623         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(object))
 624                 list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 625         membar_producer();
 626
 627         /*
 628          * Everything else must be valid before assigning dn_objset
 629          * makes the dnode eligible for dnode_move().
 630          */
 631         dn->dn_objset = os;
 632
 633         dnh->dnh_dnode = dn;
 634         mutex_exit(&os->os_lock);
 635
 636         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_DNODE);
 637
 638         return (dn);
 639 }
 640
 641 /*
 642  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
 643  */
 644 static void
 645 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 646 {
 647         objset_t *os = dn->dn_objset;
 648         boolean_t complete_os_eviction = B_FALSE;
 649
 650         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
 651
 652         mutex_enter(&os->os_lock);
 653         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
 654         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
 655                 list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 656                 complete_os_eviction =
 657                     list_is_empty(&os->os_dnodes) &&
 658                     list_link_active(&os->os_evicting_node);
 659         }
 660         mutex_exit(&os->os_lock);
 661
 662         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
 663         if (!zrl_is_locked(&dn->dn_handle->dnh_zrlock))
 664                 zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
 665
 666         dn->dn_allocated_txg = 0;
 667         dn->dn_free_txg = 0;
 668         dn->dn_assigned_txg = 0;
 669         dn->dn_dirty_txg = 0;
 670
 671         dn->dn_dirtyctx = 0;
 672         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 673         if (dn->dn_bonus != NULL) {
 674                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 675                 dbuf_destroy(dn->dn_bonus);
 676                 dn->dn_bonus = NULL;
 677         }
 678         dn->dn_zio = NULL;
 679
 680         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 681         dn->dn_oldused = 0;
 682         dn->dn_oldflags = 0;
 683         dn->dn_olduid = 0;
 684         dn->dn_oldgid = 0;
 685         dn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 686         dn->dn_newuid = 0;
 687         dn->dn_newgid = 0;
 688         dn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 689         dn->dn_id_flags = 0;
 690
 691         dmu_zfetch_fini(&dn->dn_zfetch);
 692         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 693         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_DNODE);
 694
 695         if (complete_os_eviction)
 696                 dmu_objset_evict_done(os);
 697 }
 698
 699 void
 700 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 701     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, int dn_slots, dmu_tx_t *tx)
 702 {
 703         int i;
 704
 705         ASSERT3U(dn_slots, >, 0);
 706         ASSERT3U(dn_slots << DNODE_SHIFT, <=,
 707             spa_maxdnodesize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 708         ASSERT3U(blocksize, <=,
 709             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 710         if (blocksize == 0)
 711                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 712         else
 713                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 714
 715         if (ibs == 0)
 716                 ibs = zfs_default_ibs;
 717
 718         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 719
 720         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d dn_slots=%d\n",
 721             dn->dn_objset, (u_longlong_t)dn->dn_object,
 722             (u_longlong_t)tx->tx_txg, blocksize, ibs, dn_slots);
 723         DNODE_STAT_BUMP(dnode_allocate);
 724
 725         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 726         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
 727         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 728         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 729         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(ot));
 730         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 731             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
 732             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 733         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
 734         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots));
 735         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 736         ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
 737         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
 738         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
 739         ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 740         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 741         ASSERT(avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
 742
 743         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 744                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
 745                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
 746                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
 747                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
 748                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
 749                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
 750                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
 751                 ASSERT0(dn->dn_next_maxblkid[i]);
 752                 ASSERT(!multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 753                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 754                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
 755         }
 756
 757         dn->dn_type = ot;
 758         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 759         dn->dn_indblkshift = ibs;
 760         dn->dn_nlevels = 1;
 761         dn->dn_num_slots = dn_slots;
 762         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 763                 dn->dn_nblkptr = 1;
 764         else {
 765                 dn->dn_nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
 766                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
 767                     SPA_BLKPTRSHIFT));
 768         }
 769
 770         dn->dn_bonustype = bonustype;
 771         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 772         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 773         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 774         dn->dn_dirtyctx = 0;
 775
 776         dn->dn_free_txg = 0;
 777         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 778         dn->dn_dirty_txg = 0;
 779
 780         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 781         dn->dn_id_flags = 0;
 782
 783         dnode_setdirty(dn, tx);
 784         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 785         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 786         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 787         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 788 }
 789
 790 void
 791 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 792     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, int dn_slots,
 793     boolean_t keep_spill, dmu_tx_t *tx)
 794 {
 795         int nblkptr;
 796
 797         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 798         ASSERT3U(blocksize, <=,
 799             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 800         ASSERT0(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE);
 801         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 802         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 803         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 804             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
 805             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
 806         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
 807         ASSERT3U(bonuslen, <=,
 808             DN_BONUS_SIZE(spa_maxdnodesize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset))));
 809         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_BONUS_SIZE(dn_slots << DNODE_SHIFT));
 810
 811         dnode_free_interior_slots(dn);
 812         DNODE_STAT_BUMP(dnode_reallocate);
 813
 814         /* clean up any unreferenced dbufs */
 815         dnode_evict_dbufs(dn);
 816
 817         dn->dn_id_flags = 0;
 818
 819         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 820         dnode_setdirty(dn, tx);
 821         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 822                 /* change blocksize */
 823                 ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
 824                 ASSERT(BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 825                     dnode_block_freed(dn, 0));
 826
 827                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 828                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = blocksize;
 829         }
 830         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 831                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = bonuslen;
 832
 833         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 834                 nblkptr = 1;
 835         else
 836                 nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
 837                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
 838                     SPA_BLKPTRSHIFT));
 839         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
 840                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = bonustype;
 841         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 842                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg & TXG_MASK] = nblkptr;
 843         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR && !keep_spill) {
 844                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
 845                 dnode_rm_spill(dn, tx);
 846         }
 847
 848         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 849
 850         /* change type */
 851         dn->dn_type = ot;
 852
 853         /* change bonus size and type */
 854         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 855         dn->dn_bonustype = bonustype;
 856         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 857         dn->dn_num_slots = dn_slots;
 858         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 859         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 860         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 861         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 862
 863         /* fix up the bonus db_size */
 864         if (dn->dn_bonus) {
 865                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 866                     DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
 867                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 868                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 869         }
 870
 871         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 872         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 873 }
 874
 875 #ifdef  _KERNEL
 876 static void
 877 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
 878 {
 879         int i;
 880
 881         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
 882         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
 883         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
 884
 885         /* Copy fields. */
 886         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
 887         ndn->dn_object = odn->dn_object;
 888         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
 889         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
 890         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
 891         ndn->dn_type = odn->dn_type;
 892         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
 893         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
 894         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
 895         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
 896         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
 897         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
 898         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
 899         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
 900         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
 901         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
 902         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
 903         ndn->dn_num_slots = odn->dn_num_slots;
 904         bcopy(&odn->dn_next_type[0], &ndn->dn_next_type[0],
 905             sizeof (odn->dn_next_type));
 906         bcopy(&odn->dn_next_nblkptr[0], &ndn->dn_next_nblkptr[0],
 907             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
 908         bcopy(&odn->dn_next_nlevels[0], &ndn->dn_next_nlevels[0],
 909             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
 910         bcopy(&odn->dn_next_indblkshift[0], &ndn->dn_next_indblkshift[0],
 911             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
 912         bcopy(&odn->dn_next_bonustype[0], &ndn->dn_next_bonustype[0],
 913             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
 914         bcopy(&odn->dn_rm_spillblk[0], &ndn->dn_rm_spillblk[0],
 915             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
 916         bcopy(&odn->dn_next_bonuslen[0], &ndn->dn_next_bonuslen[0],
 917             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
 918         bcopy(&odn->dn_next_blksz[0], &ndn->dn_next_blksz[0],
 919             sizeof (odn->dn_next_blksz));
 920         bcopy(&odn->dn_next_maxblkid[0], &ndn->dn_next_maxblkid[0],
 921             sizeof (odn->dn_next_maxblkid));
 922         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 923                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
 924                     &odn->dn_dirty_records[i]);
 925         }
 926         bcopy(&odn->dn_free_ranges[0], &ndn->dn_free_ranges[0],
 927             sizeof (odn->dn_free_ranges));
 928         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
 929         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
 930         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
 931         ndn->dn_dirty_txg = odn->dn_dirty_txg;
 932         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
 933         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
 934         ASSERT(zfs_refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
 935         zfs_refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
 936         ASSERT(avl_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
 937         avl_swap(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
 938         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
 939         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
 940         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
 941         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
 942         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
 943         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
 944         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
 945         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
 946         ndn->dn_oldprojid = odn->dn_oldprojid;
 947         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
 948         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
 949         ndn->dn_newprojid = odn->dn_newprojid;
 950         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
 951         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, ndn);
 952
 953         /*
 954          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
 955          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
 956          */
 957         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
 958         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
 959
 960         /*
 961          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
 962          */
 963         odn->dn_dbuf = NULL;
 964         odn->dn_handle = NULL;
 965         avl_create(&odn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 966             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 967         odn->dn_dbufs_count = 0;
 968         odn->dn_bonus = NULL;
 969         dmu_zfetch_fini(&odn->dn_zfetch);
 970
 971         /*
 972          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
 973          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
 974          */
 975         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
 976
 977         /*
 978          * Satisfy the destructor.
 979          */
 980         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 981                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
 982                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 983                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 984                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
 985                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
 986                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
 987                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
 988                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
 989                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
 990                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
 991         }
 992         odn->dn_allocated_txg = 0;
 993         odn->dn_free_txg = 0;
 994         odn->dn_assigned_txg = 0;
 995         odn->dn_dirty_txg = 0;
 996         odn->dn_dirtyctx = 0;
 997         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 998         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
 999         odn->dn_zio = NULL;
1000         odn->dn_oldused = 0;
1001         odn->dn_oldflags = 0;
1002         odn->dn_olduid = 0;
1003         odn->dn_oldgid = 0;
1004         odn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
1005         odn->dn_newuid = 0;
1006         odn->dn_newgid = 0;
1007         odn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
1008         odn->dn_id_flags = 0;
1009
1010         /*
1011          * Mark the dnode.
1012          */
1013         ndn->dn_moved = 1;
1014         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
1015 }
1016
1017 static kmem_cbrc_t
1018 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
1019 {
1020         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
1021         objset_t *os;
1022         int64_t refcount;
1023         uint32_t dbufs;
1024
1025         /*
1026          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
1027          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
1028          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
1029          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
1030          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
1031          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
1032          * function.
1033          */
1034         os = odn->dn_objset;
1035         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
1036                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_invalid);
1037                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
1038         }
1039
1040         /*
1041          * Ensure that the objset does not go away during the move.
1042          */
1043         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
1044         if (os != odn->dn_objset) {
1045                 rw_exit(&os_lock);
1046                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck1);
1047                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
1048         }
1049
1050         /*
1051          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
1052          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
1053          * ensure that the objset remains in use.
1054          */
1055         mutex_enter(&os->os_lock);
1056
1057         /*
1058          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
1059          * acquiring the lock.
1060          */
1061         if (os != odn->dn_objset) {
1062                 mutex_exit(&os->os_lock);
1063                 rw_exit(&os_lock);
1064                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck2);
1065                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
1066         }
1067
1068         /*
1069          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
1070          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
1071          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
1072          * on its list.
1073          */
1074         rw_exit(&os_lock);
1075         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
1076                 mutex_exit(&os->os_lock);
1077                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_special);
1078                 return (KMEM_CBRC_NO);
1079         }
1080         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
1081
1082         /*
1083          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
1084          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
1085          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
1086          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
1087          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
1088          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
1089          */
1090         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
1091                 mutex_exit(&os->os_lock);
1092                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_handle);
1093                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1094         }
1095
1096         /*
1097          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
1098          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
1099          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
1100          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
1101          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
1102          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
1103          * progress.
1104          */
1105         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
1106                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
1107                 mutex_exit(&os->os_lock);
1108                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_rwlock);
1109                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1110         }
1111
1112         /*
1113          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
1114          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
1115          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
1116          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
1117          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
1118          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
1119          * removal is blocked until the move completes.
1120          */
1121         refcount = zfs_refcount_count(&odn->dn_holds);
1122         ASSERT(refcount >= 0);
1123         dbufs = DN_DBUFS_COUNT(odn);
1124
1125         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
1126         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
1127         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
1128             uint32_t, dbufs);
1129
1130         if (refcount > dbufs) {
1131                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1132                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
1133                 mutex_exit(&os->os_lock);
1134                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_active);
1135                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1136         }
1137
1138         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1139
1140         /*
1141          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
1142          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
1143          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
1144          */
1145         dnode_move_impl(odn, ndn);
1146
1147         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
1148         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
1149         ASSERT(refcount == zfs_refcount_count(&ndn->dn_holds));
1150         ASSERT(dbufs == DN_DBUFS_COUNT(ndn));
1151         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
1152         mutex_exit(&os->os_lock);
1153
1154         return (KMEM_CBRC_YES);
1155 }
1156 #endif  /* _KERNEL */
1157
1158 static void
1159 dnode_slots_hold(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1160 {
1161         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1162
1163         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1164                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1165                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1166         }
1167 }
1168
1169 static void
1170 dnode_slots_rele(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1171 {
1172         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1173
1174         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1175                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1176
1177                 if (zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock))
1178                         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1179                 else
1180                         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1181         }
1182 }
1183
1184 static int
1185 dnode_slots_tryenter(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1186 {
1187         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1188
1189         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1190                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1191
1192                 if (!zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock)) {
1193                         for (int j = idx; j < i; j++) {
1194                                 dnh = &children->dnc_children[j];
1195                                 zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1196                         }
1197
1198                         return (0);
1199                 }
1200         }
1201
1202         return (1);
1203 }
1204
1205 static void
1206 dnode_set_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots, void *ptr)
1207 {
1208         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1209
1210         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1211                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1212                 dnh->dnh_dnode = ptr;
1213         }
1214 }
1215
1216 static boolean_t
1217 dnode_check_slots_free(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1218 {
1219         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1220
1221         /*
1222          * If all dnode slots are either already free or
1223          * evictable return B_TRUE.
1224          */
1225         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1226                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1227                 dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1228
1229                 if (dn == DN_SLOT_FREE) {
1230                         continue;
1231                 } else if (DN_SLOT_IS_PTR(dn)) {
1232                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1233                         boolean_t can_free = (dn->dn_type == DMU_OT_NONE &&
1234                             zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) &&
1235                             !DNODE_IS_DIRTY(dn));
1236                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1237
1238                         if (!can_free)
1239                                 return (B_FALSE);
1240                         else
1241                                 continue;
1242                 } else {
1243                         return (B_FALSE);
1244                 }
1245         }
1246
1247         return (B_TRUE);
1248 }
1249
1250 static void
1251 dnode_reclaim_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1252 {
1253         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1254
1255         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1256                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1257
1258                 ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
1259
1260                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1261                         ASSERT3S(dnh->dnh_dnode->dn_type, ==, DMU_OT_NONE);
1262                         dnode_destroy(dnh->dnh_dnode);
1263                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1264                 }
1265         }
1266 }
1267
1268 void
1269 dnode_free_interior_slots(dnode_t *dn)
1270 {
1271         dnode_children_t *children = dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db);
1272         int epb = dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1273         int idx = (dn->dn_object & (epb - 1)) + 1;
1274         int slots = dn->dn_num_slots - 1;
1275
1276         if (slots == 0)
1277                 return;
1278
1279         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1280
1281         while (!dnode_slots_tryenter(children, idx, slots)) {
1282                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_free_interior_lock_retry);
1283                 cond_resched();
1284         }
1285
1286         dnode_set_slots(children, idx, slots, DN_SLOT_FREE);
1287         dnode_slots_rele(children, idx, slots);
1288 }
1289
1290 void
1291 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
1292 {
1293         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1294
1295         /*
1296          * Ensure dnode_rele_and_unlock() has released dn_mtx, after final
1297          * zfs_refcount_remove()
1298          */
1299         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1300         if (zfs_refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
1301                 cv_wait(&dn->dn_nodnholds, &dn->dn_mtx);
1302         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1303         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 0);
1304
1305         ASSERT(dn->dn_dbuf == NULL ||
1306             dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db) == NULL);
1307         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1308         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1309         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1310         dnh->dnh_dnode = NULL;
1311 }
1312
1313 void
1314 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
1315     dnode_handle_t *dnh)
1316 {
1317         dnode_t *dn;
1318
1319         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
1320         VERIFY3U(1, ==, zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock));
1321
1322         dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
1323         DNODE_VERIFY(dn);
1324
1325         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1326 }
1327
1328 static void
1329 dnode_buf_evict_async(void *dbu)
1330 {
1331         dnode_children_t *dnc = dbu;
1332
1333         DNODE_STAT_BUMP(dnode_buf_evict);
1334
1335         for (int i = 0; i < dnc->dnc_count; i++) {
1336                 dnode_handle_t *dnh = &dnc->dnc_children[i];
1337                 dnode_t *dn;
1338
1339                 /*
1340                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
1341                  * another valid address, so there is no need here to guard
1342                  * against changes to or from NULL.
1343                  */
1344                 if (!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1345                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1346                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1347                         continue;
1348                 }
1349
1350                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1351                 dn = dnh->dnh_dnode;
1352                 /*
1353                  * If there are holds on this dnode, then there should
1354                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
1355                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
1356                  * would not have been called.
1357                  */
1358                 ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
1359                 ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
1360
1361                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() for first slot */
1362                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1363                 dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1364         }
1365         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1366             dnc->dnc_count * sizeof (dnode_handle_t));
1367 }
1368
1369 /*
1370  * When the DNODE_MUST_BE_FREE flag is set, the "slots" parameter is used
1371  * to ensure the hole at the specified object offset is large enough to
1372  * hold the dnode being created. The slots parameter is also used to ensure
1373  * a dnode does not span multiple dnode blocks. In both of these cases, if
1374  * a failure occurs, ENOSPC is returned. Keep in mind, these failure cases
1375  * are only possible when using DNODE_MUST_BE_FREE.
1376  *
1377  * If the DNODE_MUST_BE_ALLOCATED flag is set, "slots" must be 0.
1378  * dnode_hold_impl() will check if the requested dnode is already consumed
1379  * as an extra dnode slot by an large dnode, in which case it returns
1380  * ENOENT.
1381  *
1382  * If the DNODE_DRY_RUN flag is set, we don't actually hold the dnode, just
1383  * return whether the hold would succeed or not. tag and dnp should set to
1384  * NULL in this case.
1385  *
1386  * errors:
1387  * EINVAL - Invalid object number or flags.
1388  * ENOSPC - Hole too small to fulfill "slots" request (DNODE_MUST_BE_FREE)
1389  * EEXIST - Refers to an allocated dnode (DNODE_MUST_BE_FREE)
1390  *        - Refers to a freeing dnode (DNODE_MUST_BE_FREE)
1391  *        - Refers to an interior dnode slot (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1392  * ENOENT - The requested dnode is not allocated (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1393  *        - The requested dnode is being freed (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1394  * EIO    - I/O error when reading the meta dnode dbuf.
1395  *
1396  * succeeds even for free dnodes.
1397  */
1398 int
1399 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag, int slots,
1400     void *tag, dnode_t **dnp)
1401 {
1402         int epb, idx, err;
1403         int drop_struct_lock = FALSE;
1404         int type;
1405         uint64_t blk;
1406         dnode_t *mdn, *dn;
1407         dmu_buf_impl_t *db;
1408         dnode_children_t *dnc;
1409         dnode_phys_t *dn_block;
1410         dnode_handle_t *dnh;
1411
1412         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (slots == 0));
1413         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_FREE) || (slots > 0));
1414         IMPLY(flag & DNODE_DRY_RUN, (tag == NULL) && (dnp == NULL));
1415
1416         /*
1417          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1418          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1419          * which may require us to read from the root filesystem while
1420          * holding some (not all) of the locks as writer.
1421          */
1422         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1423             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1424             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1425
1426         ASSERT((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (flag & DNODE_MUST_BE_FREE));
1427
1428         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT ||
1429             object == DMU_PROJECTUSED_OBJECT) {
1430                 if (object == DMU_USERUSED_OBJECT)
1431                         dn = DMU_USERUSED_DNODE(os);
1432                 else if (object == DMU_GROUPUSED_OBJECT)
1433                         dn = DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1434                 else
1435                         dn = DMU_PROJECTUSED_DNODE(os);
1436                 if (dn == NULL)
1437                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1438                 type = dn->dn_type;
1439                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1440                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1441                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1442                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1443                 DNODE_VERIFY(dn);
1444                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1445                 if (!(flag & DNODE_DRY_RUN)) {
1446                         (void) zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1447                         *dnp = dn;
1448                 }
1449                 return (0);
1450         }
1451
1452         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1453                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1454
1455         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1456         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1457
1458         DNODE_VERIFY(mdn);
1459
1460         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1461                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1462                 drop_struct_lock = TRUE;
1463         }
1464
1465         blk = dbuf_whichblock(mdn, 0, object * sizeof (dnode_phys_t));
1466         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1467         if (drop_struct_lock)
1468                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1469         if (db == NULL) {
1470                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_hold);
1471                 return (SET_ERROR(EIO));
1472         }
1473
1474         /*
1475          * We do not need to decrypt to read the dnode so it doesn't matter
1476          * if we get the encrypted or decrypted version.
1477          */
1478         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL |
1479             DB_RF_NO_DECRYPT | DB_RF_NOPREFETCH);
1480         if (err) {
1481                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_read);
1482                 dbuf_rele(db, FTAG);
1483                 return (err);
1484         }
1485
1486         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1487         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1488
1489         idx = object & (epb - 1);
1490         dn_block = (dnode_phys_t *)db->db.db_data;
1491
1492         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1493         dnc = dmu_buf_get_user(&db->db);
1494         dnh = NULL;
1495         if (dnc == NULL) {
1496                 dnode_children_t *winner;
1497                 int skip = 0;
1498
1499                 dnc = kmem_zalloc(sizeof (dnode_children_t) +
1500                     epb * sizeof (dnode_handle_t), KM_SLEEP);
1501                 dnc->dnc_count = epb;
1502                 dnh = &dnc->dnc_children[0];
1503
1504                 /* Initialize dnode slot status from dnode_phys_t */
1505                 for (int i = 0; i < epb; i++) {
1506                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1507
1508                         if (skip) {
1509                                 skip--;
1510                                 continue;
1511                         }
1512
1513                         if (dn_block[i].dn_type != DMU_OT_NONE) {
1514                                 int interior = dn_block[i].dn_extra_slots;
1515
1516                                 dnode_set_slots(dnc, i, 1, DN_SLOT_ALLOCATED);
1517                                 dnode_set_slots(dnc, i + 1, interior,
1518                                     DN_SLOT_INTERIOR);
1519                                 skip = interior;
1520                         } else {
1521                                 dnh[i].dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1522                                 skip = 0;
1523                         }
1524                 }
1525
1526                 dmu_buf_init_user(&dnc->dnc_dbu, NULL,
1527                     dnode_buf_evict_async, NULL);
1528                 winner = dmu_buf_set_user(&db->db, &dnc->dnc_dbu);
1529                 if (winner != NULL) {
1530
1531                         for (int i = 0; i < epb; i++)
1532                                 zrl_destroy(&dnh[i].dnh_zrlock);
1533
1534                         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1535                             epb * sizeof (dnode_handle_t));
1536                         dnc = winner;
1537                 }
1538         }
1539
1540         ASSERT(dnc->dnc_count == epb);
1541
1542         if (flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) {
1543                 slots = 1;
1544
1545                 dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1546                 dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1547
1548                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1549                         dn = dnh->dnh_dnode;
1550                 } else if (dnh->dnh_dnode == DN_SLOT_INTERIOR) {
1551                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_interior);
1552                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1553                         dbuf_rele(db, FTAG);
1554                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1555                 } else if (dnh->dnh_dnode != DN_SLOT_ALLOCATED) {
1556                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_misses);
1557                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1558                         dbuf_rele(db, FTAG);
1559                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1560                 } else {
1561                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1562                         while (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1563                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_retry);
1564                                 cond_resched();
1565                         }
1566
1567                         /*
1568                          * Someone else won the race and called dnode_create()
1569                          * after we checked DN_SLOT_IS_PTR() above but before
1570                          * we acquired the lock.
1571                          */
1572                         if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1573                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_misses);
1574                                 dn = dnh->dnh_dnode;
1575                         } else {
1576                                 dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1577                                     object, dnh);
1578                         }
1579                 }
1580
1581                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1582                 if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg != 0) {
1583                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_type_none);
1584                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1585                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1586                         dbuf_rele(db, FTAG);
1587                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1588                 }
1589
1590                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1591                 if (flag & DNODE_DRY_RUN) {
1592                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1593                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1594                         dbuf_rele(db, FTAG);
1595                         return (0);
1596                 }
1597
1598                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_hits);
1599         } else if (flag & DNODE_MUST_BE_FREE) {
1600
1601                 if (idx + slots - 1 >= DNODES_PER_BLOCK) {
1602                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_overflow);
1603                         dbuf_rele(db, FTAG);
1604                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1605                 }
1606
1607                 dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1608
1609                 if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1610                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_misses);
1611                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1612                         dbuf_rele(db, FTAG);
1613                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1614                 }
1615
1616                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1617                 while (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1618                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_retry);
1619                         cond_resched();
1620                 }
1621
1622                 if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1623                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_misses);
1624                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1625                         dbuf_rele(db, FTAG);
1626                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1627                 }
1628
1629                 /*
1630                  * Allocated but otherwise free dnodes which would
1631                  * be in the interior of a multi-slot dnodes need
1632                  * to be freed.  Single slot dnodes can be safely
1633                  * re-purposed as a performance optimization.
1634                  */
1635                 if (slots > 1)
1636                         dnode_reclaim_slots(dnc, idx + 1, slots - 1);
1637
1638                 dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1639                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1640                         dn = dnh->dnh_dnode;
1641                 } else {
1642                         dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1643                             object, dnh);
1644                 }
1645
1646                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1647                 if (!zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || dn->dn_free_txg) {
1648                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_refcount);
1649                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1650                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1651                         dbuf_rele(db, FTAG);
1652                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1653                 }
1654
1655                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1656                 if (flag & DNODE_DRY_RUN) {
1657                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1658                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1659                         dbuf_rele(db, FTAG);
1660                         return (0);
1661                 }
1662
1663                 dnode_set_slots(dnc, idx + 1, slots - 1, DN_SLOT_INTERIOR);
1664                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_hits);
1665         } else {
1666                 dbuf_rele(db, FTAG);
1667                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1668         }
1669
1670         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
1671
1672         if (zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1673                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1674
1675         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1676
1677         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1678         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1679
1680         DNODE_VERIFY(dn);
1681         ASSERT3P(dnp, !=, NULL);
1682         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1683         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1684         dbuf_rele(db, FTAG);
1685
1686         *dnp = dn;
1687         return (0);
1688 }
1689
1690 /*
1691  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1692  */
1693 int
1694 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
1695 {
1696         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, 0, tag,
1697             dnp));
1698 }
1699
1700 /*
1701  * Can only add a reference if there is already at least one
1702  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1703  * new reference.
1704  */
1705 boolean_t
1706 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
1707 {
1708         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1709         if (zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1710                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1711                 return (FALSE);
1712         }
1713         VERIFY(1 < zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1714         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1715         return (TRUE);
1716 }
1717
1718 void
1719 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
1720 {
1721         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1722         dnode_rele_and_unlock(dn, tag, B_FALSE);
1723 }
1724
1725 void
1726 dnode_rele_and_unlock(dnode_t *dn, void *tag, boolean_t evicting)
1727 {
1728         uint64_t refs;
1729         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1730         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1731         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1732
1733         refs = zfs_refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1734         if (refs == 0)
1735                 cv_broadcast(&dn->dn_nodnholds);
1736         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1737         /* dnode could get destroyed at this point, so don't use it anymore */
1738
1739         /*
1740          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1741          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1742          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1743          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1744          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1745          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1746          * handle.
1747          */
1748         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1749
1750         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1751         if (refs == 0 && db != NULL) {
1752                 /*
1753                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1754                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1755                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1756                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1757                  * that the handle has zero references, but that will be
1758                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1759                  */
1760                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1761                 dbuf_rele_and_unlock(db, dnh, evicting);
1762         }
1763 }
1764
1765 /*
1766  * Test whether we can create a dnode at the specified location.
1767  */
1768 int
1769 dnode_try_claim(objset_t *os, uint64_t object, int slots)
1770 {
1771         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_FREE | DNODE_DRY_RUN,
1772             slots, NULL, NULL));
1773 }
1774
1775 /*
1776  * Checks if the dnode itself is dirty, or is carrying any uncommitted records.
1777  * It is important to check both conditions, as some operations (eg appending
1778  * to a file) can dirty both as a single logical unit, but they are not synced
1779  * out atomically, so checking one and not the other can result in an object
1780  * appearing to be clean mid-way through a commit.
1781  *
1782  * Do not change this lightly! If you get it wrong, dmu_offset_next() can
1783  * detect a hole where there is really data, leading to silent corruption.
1784  */
1785 boolean_t
1786 dnode_is_dirty(dnode_t *dn)
1787 {
1788         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1789
1790         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1791                 if (multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]) ||
1792                     !list_is_empty(&dn->dn_dirty_records[i])) {
1793                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1794                         return (B_TRUE);
1795                 }
1796         }
1797
1798         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1799
1800         return (B_FALSE);
1801 }
1802
1803 void
1804 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1805 {
1806         objset_t *os = dn->dn_objset;
1807         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1808
1809         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1810                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1811                 return;
1812         }
1813
1814         DNODE_VERIFY(dn);
1815
1816 #ifdef ZFS_DEBUG
1817         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1818         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1819         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1820         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1821 #endif
1822
1823         /*
1824          * Determine old uid/gid when necessary
1825          */
1826         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1827
1828         multilist_t *dirtylist = &os->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK];
1829         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock_obj(dirtylist, dn);
1830
1831         /*
1832          * If we are already marked dirty, we're done.
1833          */
1834         if (multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1835                 multilist_sublist_unlock(mls);
1836                 return;
1837         }
1838
1839         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) ||
1840             !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1841         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1842         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg & TXG_MASK]);
1843         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg & TXG_MASK]);
1844         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg & TXG_MASK]);
1845
1846         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1847             (u_longlong_t)dn->dn_object, (u_longlong_t)txg);
1848
1849         multilist_sublist_insert_head(mls, dn);
1850
1851         multilist_sublist_unlock(mls);
1852
1853         /*
1854          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1855          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1856          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1857          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1858          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1859          * dnode will hang around after we finish processing its
1860          * children.
1861          */
1862         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1863
1864         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1865
1866         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1867 }
1868
1869 void
1870 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1871 {
1872         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1873         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1874                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1875                 return;
1876         }
1877         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1878         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1879
1880         dnode_setdirty(dn, tx);
1881 }
1882
1883 /*
1884  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1885  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1886  */
1887 int
1888 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1889 {
1890         dmu_buf_impl_t *db;
1891         int err;
1892
1893         ASSERT3U(size, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
1894         if (size == 0)
1895                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1896         else
1897                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1898
1899         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1900                 ibs = 0;
1901
1902         if (size == dn->dn_datablksz && ibs == 0)
1903                 return (0);
1904
1905         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1906
1907         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1908         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1909                 goto fail;
1910
1911         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1912         for (db = avl_first(&dn->dn_dbufs); db != NULL;
1913             db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1914                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1915                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1916                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1917                         goto fail;
1918                 }
1919         }
1920         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1921
1922         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1923                 goto fail;
1924
1925         dnode_setdirty(dn, tx);
1926         if (size != dn->dn_datablksz) {
1927                 /* resize the old block */
1928                 err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
1929                 if (err == 0) {
1930                         dbuf_new_size(db, size, tx);
1931                 } else if (err != ENOENT) {
1932                         goto fail;
1933                 }
1934
1935                 dnode_setdblksz(dn, size);
1936                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = size;
1937                 if (db)
1938                         dbuf_rele(db, FTAG);
1939         }
1940         if (ibs) {
1941                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1942                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
1943         }
1944
1945         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1946         return (0);
1947
1948 fail:
1949         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1950         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1951 }
1952
1953 static void
1954 dnode_set_nlevels_impl(dnode_t *dn, int new_nlevels, dmu_tx_t *tx)
1955 {
1956         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1957         int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1958         dmu_buf_impl_t *db;
1959         list_t *list;
1960         dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1961
1962         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1963
1964         ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_nlevels);
1965         dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1966
1967         ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1968         dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1969
1970         /* dirty the left indirects */
1971         db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1972         ASSERT(db != NULL);
1973         new = dbuf_dirty(db, tx);
1974         dbuf_rele(db, FTAG);
1975
1976         /* transfer the dirty records to the new indirect */
1977         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1978         mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1979         list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1980         for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1981                 dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1982
1983                 IMPLY(dr->dr_dbuf == NULL, old_nlevels == 1);
1984                 if (dr->dr_dbuf == NULL ||
1985                     (dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels - 1 &&
1986                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1987                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)) {
1988                         list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1989                         list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1990                         dr->dr_parent = new;
1991                 }
1992         }
1993         mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1994         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1995 }
1996
1997 int
1998 dnode_set_nlevels(dnode_t *dn, int nlevels, dmu_tx_t *tx)
1999 {
2000         int ret = 0;
2001
2002         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2003
2004         if (dn->dn_nlevels == nlevels) {
2005                 ret = 0;
2006                 goto out;
2007         } else if (nlevels < dn->dn_nlevels) {
2008                 ret = SET_ERROR(EINVAL);
2009                 goto out;
2010         }
2011
2012         dnode_set_nlevels_impl(dn, nlevels, tx);
2013
2014 out:
2015         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2016         return (ret);
2017 }
2018
2019 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
2020 void
2021 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read,
2022     boolean_t force)
2023 {
2024         int epbs, new_nlevels;
2025         uint64_t sz;
2026
2027         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2028
2029         ASSERT(have_read ?
2030             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
2031             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2032
2033         /*
2034          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
2035          * before upgrading to a write-lock.
2036          */
2037         if (have_read) {
2038                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
2039                         return;
2040
2041                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
2042                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2043                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2044                 }
2045         }
2046
2047         /*
2048          * Raw sends (indicated by the force flag) require that we take the
2049          * given blkid even if the value is lower than the current value.
2050          */
2051         if (!force && blkid <= dn->dn_maxblkid)
2052                 goto out;
2053
2054         /*
2055          * We use the (otherwise unused) top bit of dn_next_maxblkid[txgoff]
2056          * to indicate that this field is set. This allows us to set the
2057          * maxblkid to 0 on an existing object in dnode_sync().
2058          */
2059         dn->dn_maxblkid = blkid;
2060         dn->dn_next_maxblkid[tx->tx_txg & TXG_MASK] =
2061             blkid | DMU_NEXT_MAXBLKID_SET;
2062
2063         /*
2064          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
2065          * Raw sends will ensure nlevels is set correctly for us.
2066          */
2067         new_nlevels = 1;
2068         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2069         for (sz = dn->dn_nblkptr;
2070             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
2071                 new_nlevels++;
2072
2073         ASSERT3U(new_nlevels, <=, DN_MAX_LEVELS);
2074
2075         if (!force) {
2076                 if (new_nlevels > dn->dn_nlevels)
2077                         dnode_set_nlevels_impl(dn, new_nlevels, tx);
2078         } else {
2079                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >=, new_nlevels);
2080         }
2081
2082 out:
2083         if (have_read)
2084                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
2085 }
2086
2087 static void
2088 dnode_dirty_l1(dnode_t *dn, uint64_t l1blkid, dmu_tx_t *tx)
2089 {
2090         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dn, 1, l1blkid, FTAG);
2091         if (db != NULL) {
2092                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
2093                 dbuf_rele(db, FTAG);
2094         }
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Dirty all the in-core level-1 dbufs in the range specified by start_blkid
2099  * and end_blkid.
2100  */
2101 static void
2102 dnode_dirty_l1range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
2103     dmu_tx_t *tx)
2104 {
2105         dmu_buf_impl_t *db_search;
2106         dmu_buf_impl_t *db;
2107         avl_index_t where;
2108
2109         db_search = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_impl_t), KM_SLEEP);
2110
2111         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2112
2113         db_search->db_level = 1;
2114         db_search->db_blkid = start_blkid + 1;
2115         db_search->db_state = DB_SEARCH;
2116         for (;;) {
2117
2118                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, db_search, &where);
2119                 if (db == NULL)
2120                         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
2121
2122                 if (db == NULL || db->db_level != 1 ||
2123                     db->db_blkid >= end_blkid) {
2124                         break;
2125                 }
2126
2127                 /*
2128                  * Setup the next blkid we want to search for.
2129                  */
2130                 db_search->db_blkid = db->db_blkid + 1;
2131                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
2132
2133                 /*
2134                  * If the dbuf transitions to DB_EVICTING while we're trying
2135                  * to dirty it, then we will be unable to discover it in
2136                  * the dbuf hash table. This will result in a call to
2137                  * dbuf_create() which needs to acquire the dn_dbufs_mtx
2138                  * lock. To avoid a deadlock, we drop the lock before
2139                  * dirtying the level-1 dbuf.
2140                  */
2141                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2142                 dnode_dirty_l1(dn, db->db_blkid, tx);
2143                 mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2144         }
2145
2146 #ifdef ZFS_DEBUG
2147         /*
2148          * Walk all the in-core level-1 dbufs and verify they have been dirtied.
2149          */
2150         db_search->db_level = 1;
2151         db_search->db_blkid = start_blkid + 1;
2152         db_search->db_state = DB_SEARCH;
2153         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, db_search, &where);
2154         if (db == NULL)
2155                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
2156         for (; db != NULL; db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
2157                 if (db->db_level != 1 || db->db_blkid >= end_blkid)
2158                         break;
2159                 if (db->db_state != DB_EVICTING)
2160                         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2161         }
2162 #endif
2163         kmem_free(db_search, sizeof (dmu_buf_impl_t));
2164         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2165 }
2166
2167 void
2168 dnode_set_dirtyctx(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx, void *tag)
2169 {
2170         /*
2171          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
2172          * initialize the objset.
2173          */
2174         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
2175                 dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2176
2177                 if (ds != NULL) {
2178                         rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, tag);
2179                 }
2180                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
2181                         if (dmu_tx_is_syncing(tx))
2182                                 dn->dn_dirtyctx = DN_DIRTY_SYNC;
2183                         else
2184                                 dn->dn_dirtyctx = DN_DIRTY_OPEN;
2185                         dn->dn_dirtyctx_firstset = tag;
2186                 }
2187                 if (ds != NULL) {
2188                         rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, tag);
2189                 }
2190         }
2191 }
2192
2193 void
2194 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
2195 {
2196         dmu_buf_impl_t *db;
2197         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
2198         int blksz, blkshift, head, tail;
2199         int trunc = FALSE;
2200         int epbs;
2201
2202         blksz = dn->dn_datablksz;
2203         blkshift = dn->dn_datablkshift;
2204         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2205
2206         if (len == DMU_OBJECT_END) {
2207                 len = UINT64_MAX - off;
2208                 trunc = TRUE;
2209         }
2210
2211         /*
2212          * First, block align the region to free:
2213          */
2214         if (ISP2(blksz)) {
2215                 head = P2NPHASE(off, blksz);
2216                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
2217                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
2218                         return;
2219         } else {
2220                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
2221                 if (off == 0 && len >= blksz) {
2222                         /*
2223                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
2224                          */
2225                         blkid = 0;
2226                         nblks = 1;
2227                         if (dn->dn_nlevels > 1) {
2228                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2229                                 dnode_dirty_l1(dn, 0, tx);
2230                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2231                         }
2232                         goto done;
2233                 } else if (off >= blksz) {
2234                         /* Freeing past end-of-data */
2235                         return;
2236                 } else {
2237                         /* Freeing part of the block. */
2238                         head = blksz - off;
2239                         ASSERT3U(head, >, 0);
2240                 }
2241                 blkoff = off;
2242         }
2243         /* zero out any partial block data at the start of the range */
2244         if (head) {
2245                 int res;
2246                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
2247                 if (len < head)
2248                         head = len;
2249                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2250                 res = dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off),
2251                     TRUE, FALSE, FTAG, &db);
2252                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2253                 if (res == 0) {
2254                         caddr_t data;
2255                         boolean_t dirty;
2256
2257                         db_lock_type_t dblt = dmu_buf_lock_parent(db, RW_READER,
2258                             FTAG);
2259                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
2260                         dirty = !list_is_empty(&db->db_dirty_records) ||
2261                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr));
2262                         dmu_buf_unlock_parent(db, dblt, FTAG);
2263                         if (dirty) {
2264                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
2265                                 data = db->db.db_data;
2266                                 bzero(data + blkoff, head);
2267                         }
2268                         dbuf_rele(db, FTAG);
2269                 }
2270                 off += head;
2271                 len -= head;
2272         }
2273
2274         /* If the range was less than one block, we're done */
2275         if (len == 0)
2276                 return;
2277
2278         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
2279         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
2280                 return;
2281
2282         ASSERT(ISP2(blksz));
2283         if (trunc)
2284                 tail = 0;
2285         else
2286                 tail = P2PHASE(len, blksz);
2287
2288         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
2289         /* zero out any partial block data at the end of the range */
2290         if (tail) {
2291                 int res;
2292                 if (len < tail)
2293                         tail = len;
2294                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2295                 res = dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off+len),
2296                     TRUE, FALSE, FTAG, &db);
2297                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2298                 if (res == 0) {
2299                         boolean_t dirty;
2300                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
2301                         db_lock_type_t type = dmu_buf_lock_parent(db, RW_READER,
2302                             FTAG);
2303                         dirty = !list_is_empty(&db->db_dirty_records) ||
2304                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr));
2305                         dmu_buf_unlock_parent(db, type, FTAG);
2306                         if (dirty) {
2307                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
2308                                 bzero(db->db.db_data, tail);
2309                         }
2310                         dbuf_rele(db, FTAG);
2311                 }
2312                 len -= tail;
2313         }
2314
2315         /* If the range did not include a full block, we are done */
2316         if (len == 0)
2317                 return;
2318
2319         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
2320         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
2321         blkid = off >> blkshift;
2322         nblks = len >> blkshift;
2323         if (trunc)
2324                 nblks += 1;
2325
2326         /*
2327          * Dirty all the indirect blocks in this range.  Note that only
2328          * the first and last indirect blocks can actually be written
2329          * (if they were partially freed) -- they must be dirtied, even if
2330          * they do not exist on disk yet.  The interior blocks will
2331          * be freed by free_children(), so they will not actually be written.
2332          * Even though these interior blocks will not be written, we
2333          * dirty them for two reasons:
2334          *
2335          *  - It ensures that the indirect blocks remain in memory until
2336          *    syncing context.  (They have already been prefetched by
2337          *    dmu_tx_hold_free(), so we don't have to worry about reading
2338          *    them serially here.)
2339          *
2340          *  - The dirty space accounting will put pressure on the txg sync
2341          *    mechanism to begin syncing, and to delay transactions if there
2342          *    is a large amount of freeing.  Even though these indirect
2343          *    blocks will not be written, we could need to write the same
2344          *    amount of space if we copy the freed BPs into deadlists.
2345          */
2346         if (dn->dn_nlevels > 1) {
2347                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2348                 uint64_t first, last;
2349
2350                 first = blkid >> epbs;
2351                 dnode_dirty_l1(dn, first, tx);
2352                 if (trunc)
2353                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
2354                 else
2355                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
2356                 if (last != first)
2357                         dnode_dirty_l1(dn, last, tx);
2358
2359                 dnode_dirty_l1range(dn, first, last, tx);
2360
2361                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
2362                     SPA_BLKPTRSHIFT;
2363                 for (uint64_t i = first + 1; i < last; i++) {
2364                         /*
2365                          * Set i to the blockid of the next non-hole
2366                          * level-1 indirect block at or after i.  Note
2367                          * that dnode_next_offset() operates in terms of
2368                          * level-0-equivalent bytes.
2369                          */
2370                         uint64_t ibyte = i << shift;
2371                         int err = dnode_next_offset(dn, DNODE_FIND_HAVELOCK,
2372                             &ibyte, 2, 1, 0);
2373                         i = ibyte >> shift;
2374                         if (i >= last)
2375                                 break;
2376
2377                         /*
2378                          * Normally we should not see an error, either
2379                          * from dnode_next_offset() or dbuf_hold_level()
2380                          * (except for ESRCH from dnode_next_offset).
2381                          * If there is an i/o error, then when we read
2382                          * this block in syncing context, it will use
2383                          * ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, and thus hang/panic according
2384                          * to the "failmode" property.  dnode_next_offset()
2385                          * doesn't have a flag to indicate MUSTSUCCEED.
2386                          */
2387                         if (err != 0)
2388                                 break;
2389
2390                         dnode_dirty_l1(dn, i, tx);
2391                 }
2392                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2393         }
2394
2395 done:
2396         /*
2397          * Add this range to the dnode range list.
2398          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
2399          */
2400         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2401         {
2402                 int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
2403                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
2404                         dn->dn_free_ranges[txgoff] = range_tree_create(NULL,
2405                             RANGE_SEG64, NULL, 0, 0);
2406                 }
2407                 range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2408                 range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2409         }
2410         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
2411             (u_longlong_t)blkid, (u_longlong_t)nblks,
2412             (u_longlong_t)tx->tx_txg);
2413         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2414
2415         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
2416         dnode_setdirty(dn, tx);
2417 }
2418
2419 static boolean_t
2420 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
2421 {
2422         int i;
2423
2424         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2425         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2426                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
2427                         break;
2428         }
2429         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2430         return (i < TXG_SIZE);
2431 }
2432
2433 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
2434 uint64_t
2435 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
2436 {
2437         int i;
2438
2439         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2440                 return (FALSE);
2441
2442         if (dn->dn_free_txg)
2443                 return (TRUE);
2444
2445         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
2446                 return (dnode_spill_freed(dn));
2447
2448         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2449         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2450                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
2451                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
2452                         break;
2453         }
2454         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2455         return (i < TXG_SIZE);
2456 }
2457
2458 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
2459 void
2460 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
2461 {
2462         uint64_t space;
2463         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
2464             dn, dn->dn_phys,
2465             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
2466             (longlong_t)delta);
2467
2468         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2469         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
2470         if (delta > 0) {
2471                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
2472         } else {
2473                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
2474         }
2475         space += delta;
2476         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
2477                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
2478                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
2479                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
2480         } else {
2481                 dn->dn_phys->dn_used = space;
2482                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
2483         }
2484         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
2489  * depending on 'flags'.
2490  *
2491  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
2492  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
2493  *
2494  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
2495  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
2496  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
2497  * block pointer we matched on (or dnode).
2498  *
2499  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
2500  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
2501  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
2502  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
2503  * level.
2504  */
2505 static int
2506 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2507     int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2508 {
2509         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
2510         void *data = NULL;
2511         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2512         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
2513         uint64_t minfill, maxfill;
2514         boolean_t hole;
2515         int i, inc, error, span;
2516
2517         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2518
2519         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
2520         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
2521         ASSERT(txg == 0 || !hole);
2522
2523         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
2524                 error = 0;
2525                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
2526                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
2527         } else {
2528                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, lvl, *offset);
2529                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
2530                 if (error) {
2531                         if (error != ENOENT)
2532                                 return (error);
2533                         if (hole)
2534                                 return (0);
2535                         /*
2536                          * This can only happen when we are searching up
2537                          * the block tree for data.  We don't really need to
2538                          * adjust the offset, as we will just end up looking
2539                          * at the pointer to this block in its parent, and its
2540                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
2541                          */
2542                         return (SET_ERROR(ESRCH));
2543                 }
2544                 error = dbuf_read(db, NULL,
2545                     DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT |
2546                     DB_RF_NO_DECRYPT | DB_RF_NOPREFETCH);
2547                 if (error) {
2548                         dbuf_rele(db, FTAG);
2549                         return (error);
2550                 }
2551                 data = db->db.db_data;
2552                 rw_enter(&db->db_rwlock, RW_READER);
2553         }
2554
2555         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
2556             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
2557             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
2558                 /*
2559                  * This can only happen when we are searching up the tree
2560                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
2561                  */
2562                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2563         } else if (lvl == 0) {
2564                 dnode_phys_t *dnp = data;
2565
2566                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
2567                 ASSERT(!(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS));
2568
2569                 for (i = (*offset >> DNODE_SHIFT) & (blkfill - 1);
2570                     i < blkfill; i += dnp[i].dn_extra_slots + 1) {
2571                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
2572                                 break;
2573                 }
2574
2575                 if (i == blkfill)
2576                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2577
2578                 *offset = (*offset & ~(DNODE_BLOCK_SIZE - 1)) +
2579                     (i << DNODE_SHIFT);
2580         } else {
2581                 blkptr_t *bp = data;
2582                 uint64_t start = *offset;
2583                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
2584                 minfill = 0;
2585                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
2586
2587                 if (hole)
2588                         maxfill--;
2589                 else
2590                         minfill++;
2591
2592                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2593                         /* This only happens on the highest indirection level */
2594                         ASSERT3U((lvl - 1), ==, dn->dn_phys->dn_nlevels - 1);
2595                         *offset = 0;
2596                 } else {
2597                         *offset = *offset >> span;
2598                 }
2599
2600                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
2601                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
2602                         if (BP_GET_FILL(&bp[i]) >= minfill &&
2603                             BP_GET_FILL(&bp[i]) <= maxfill &&
2604                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
2605                                 break;
2606                         if (inc > 0 || *offset > 0)
2607                                 *offset += inc;
2608                 }
2609
2610                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2611                         *offset = start;
2612                 } else {
2613                         *offset = *offset << span;
2614                 }
2615
2616                 if (inc < 0) {
2617                         /* traversing backwards; position offset at the end */
2618                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
2619                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
2620                 } else if (*offset < start) {
2621                         *offset = start;
2622                 }
2623                 if (i < 0 || i >= epb)
2624                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2625         }
2626
2627         if (db != NULL) {
2628                 rw_exit(&db->db_rwlock);
2629                 dbuf_rele(db, FTAG);
2630         }
2631
2632         return (error);
2633 }
2634
2635 /*
2636  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
2637  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
2638  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
2639  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
2640  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
2641  *
2642  * Examples:
2643  *
2644  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
2645  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
2646  *      Used in dmu_offset_next().
2647  *
2648  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
2649  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
2650  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
2651  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
2652  *      Used in dmu_object_next().
2653  *
2654  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
2655  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
2656  *      Used in dmu_object_alloc().
2657  */
2658 int
2659 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2660     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2661 {
2662         uint64_t initial_offset = *offset;
2663         int lvl, maxlvl;
2664         int error = 0;
2665
2666         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2667                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2668
2669         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
2670                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2671                 goto out;
2672         }
2673
2674         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
2675                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
2676                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
2677                                 *offset = dn->dn_datablksz;
2678                 } else {
2679                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2680                 }
2681                 goto out;
2682         }
2683
2684         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2685
2686         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
2687                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2688                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2689                 if (error != ESRCH)
2690                         break;
2691         }
2692
2693         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
2694                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2695                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2696         }
2697
2698         /*
2699          * There's always a "virtual hole" at the end of the object, even
2700          * if all BP's which physically exist are non-holes.
2701          */
2702         if ((flags & DNODE_FIND_HOLE) && error == ESRCH && txg == 0 &&
2703             minlvl == 1 && blkfill == 1 && !(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS)) {
2704                 error = 0;
2705         }
2706
2707         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
2708             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
2709                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2710 out:
2711         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2712                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2713
2714         return (error);
2715 }
2716
2717 #if defined(_KERNEL)
2718 EXPORT_SYMBOL(dnode_hold);
2719 EXPORT_SYMBOL(dnode_rele);
2720 EXPORT_SYMBOL(dnode_set_nlevels);
2721 EXPORT_SYMBOL(dnode_set_blksz);
2722 EXPORT_SYMBOL(dnode_free_range);
2723 EXPORT_SYMBOL(dnode_evict_dbufs);
2724 EXPORT_SYMBOL(dnode_evict_bonus);
2725 #endif
2726
2727 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, default_bs, INT, ZMOD_RW,
2728         "Default dnode block shift");
2729 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, default_ibs, INT, ZMOD_RW,
2730         "Default dnode indirect block shift");