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 https://opensource.org/licenses/CDDL-1.0.
  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         memset(dn->dn_next_type, 0, sizeof (dn->dn_next_type));
 134         memset(dn->dn_next_nblkptr, 0, sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
 135         memset(dn->dn_next_nlevels, 0, sizeof (dn->dn_next_nlevels));
 136         memset(dn->dn_next_indblkshift, 0, sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
 137         memset(dn->dn_next_bonustype, 0, sizeof (dn->dn_next_bonustype));
 138         memset(dn->dn_rm_spillblk, 0, sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
 139         memset(dn->dn_next_bonuslen, 0, sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
 140         memset(dn->dn_next_blksz, 0, sizeof (dn->dn_next_blksz));
 141         memset(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                 memset(dnp, 0, 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                 dmu_object_byteswap_t byteswap;
 473                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dnp->dn_bonustype));
 474                 byteswap = DMU_OT_BYTESWAP(dnp->dn_bonustype);
 475                 dmu_ot_byteswap[byteswap].ob_func(DN_BONUS(dnp),
 476                     DN_MAX_BONUS_LEN(dnp));
 477         }
 478
 479         /* Swap SPILL block if we have one */
 480         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
 481                 byteswap_uint64_array(DN_SPILL_BLKPTR(dnp), sizeof (blkptr_t));
 482 }
 483
 484 void
 485 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
 486 {
 487         int i = 0;
 488
 489         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
 490         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
 491
 492         while (i < size) {
 493                 dnode_phys_t *dnp = (void *)(((char *)vbuf) + i);
 494                 dnode_byteswap(dnp);
 495
 496                 i += DNODE_MIN_SIZE;
 497                 if (dnp->dn_type != DMU_OT_NONE)
 498                         i += dnp->dn_extra_slots * DNODE_MIN_SIZE;
 499         }
 500 }
 501
 502 void
 503 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
 504 {
 505         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 506
 507         dnode_setdirty(dn, tx);
 508         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 509         ASSERT3U(newsize, <=, DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
 510             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
 511
 512         if (newsize < dn->dn_bonuslen) {
 513                 /* clear any data after the end of the new size */
 514                 size_t diff = dn->dn_bonuslen - newsize;
 515                 char *data_end = ((char *)dn->dn_bonus->db.db_data) + newsize;
 516                 memset(data_end, 0, diff);
 517         }
 518
 519         dn->dn_bonuslen = newsize;
 520         if (newsize == 0)
 521                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
 522         else
 523                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 524         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 525 }
 526
 527 void
 528 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
 529 {
 530         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 531         dnode_setdirty(dn, tx);
 532         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 533         dn->dn_bonustype = newtype;
 534         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 535         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 536 }
 537
 538 void
 539 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
 540 {
 541         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
 542         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
 543         dnode_setdirty(dn, tx);
 544         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
 545         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 546 }
 547
 548 static void
 549 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
 550 {
 551         ASSERT0(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE));
 552         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
 553         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 554         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
 555             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
 556         dn->dn_datablksz = size;
 557         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
 558         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit64(size - 1) : 0;
 559 }
 560
 561 static dnode_t *
 562 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
 563     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
 564 {
 565         dnode_t *dn;
 566
 567         dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_SLEEP);
 568         dn->dn_moved = 0;
 569
 570         /*
 571          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
 572          * for the dnode_move() callback.
 573          */
 574         dn->dn_object = object;
 575         dn->dn_dbuf = db;
 576         dn->dn_handle = dnh;
 577         dn->dn_phys = dnp;
 578
 579         if (dnp->dn_datablkszsec) {
 580                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
 581         } else {
 582                 dn->dn_datablksz = 0;
 583                 dn->dn_datablkszsec = 0;
 584                 dn->dn_datablkshift = 0;
 585         }
 586         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
 587         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
 588         dn->dn_type = dnp->dn_type;
 589         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
 590         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
 591         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
 592         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
 593         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
 594         dn->dn_num_slots = dnp->dn_extra_slots + 1;
 595         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
 596         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
 597         dn->dn_id_flags = 0;
 598
 599         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
 600
 601         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
 602         ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
 603         ASSERT(!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode));
 604
 605         mutex_enter(&os->os_lock);
 606
 607         /*
 608          * Exclude special dnodes from os_dnodes so an empty os_dnodes
 609          * signifies that the special dnodes have no references from
 610          * their children (the entries in os_dnodes).  This allows
 611          * dnode_destroy() to easily determine if the last child has
 612          * been removed and then complete eviction of the objset.
 613          */
 614         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(object))
 615                 list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
 616         membar_producer();
 617
 618         /*
 619          * Everything else must be valid before assigning dn_objset
 620          * makes the dnode eligible for dnode_move().
 621          */
 622         dn->dn_objset = os;
 623
 624         dnh->dnh_dnode = dn;
 625         mutex_exit(&os->os_lock);
 626
 627         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_DNODE);
 628
 629         return (dn);
 630 }
 631
 632 /*
 633  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
 634  */
 635 static void
 636 dnode_destroy(dnode_t *dn)
 637 {
 638         objset_t *os = dn->dn_objset;
 639         boolean_t complete_os_eviction = B_FALSE;
 640
 641         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
 642
 643         mutex_enter(&os->os_lock);
 644         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
 645         if (!DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
 646                 list_remove(&os->os_dnodes, dn);
 647                 complete_os_eviction =
 648                     list_is_empty(&os->os_dnodes) &&
 649                     list_link_active(&os->os_evicting_node);
 650         }
 651         mutex_exit(&os->os_lock);
 652
 653         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
 654         if (!zrl_is_locked(&dn->dn_handle->dnh_zrlock))
 655                 zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
 656
 657         dn->dn_allocated_txg = 0;
 658         dn->dn_free_txg = 0;
 659         dn->dn_assigned_txg = 0;
 660         dn->dn_dirty_txg = 0;
 661
 662         dn->dn_dirtyctx = 0;
 663         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 664         if (dn->dn_bonus != NULL) {
 665                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
 666                 dbuf_destroy(dn->dn_bonus);
 667                 dn->dn_bonus = NULL;
 668         }
 669         dn->dn_zio = NULL;
 670
 671         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
 672         dn->dn_oldused = 0;
 673         dn->dn_oldflags = 0;
 674         dn->dn_olduid = 0;
 675         dn->dn_oldgid = 0;
 676         dn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 677         dn->dn_newuid = 0;
 678         dn->dn_newgid = 0;
 679         dn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 680         dn->dn_id_flags = 0;
 681
 682         dmu_zfetch_fini(&dn->dn_zfetch);
 683         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
 684         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_DNODE);
 685
 686         if (complete_os_eviction)
 687                 dmu_objset_evict_done(os);
 688 }
 689
 690 void
 691 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
 692     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, int dn_slots, dmu_tx_t *tx)
 693 {
 694         int i;
 695
 696         ASSERT3U(dn_slots, >, 0);
 697         ASSERT3U(dn_slots << DNODE_SHIFT, <=,
 698             spa_maxdnodesize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 699         ASSERT3U(blocksize, <=,
 700             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 701         if (blocksize == 0)
 702                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
 703         else
 704                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
 705
 706         if (ibs == 0)
 707                 ibs = zfs_default_ibs;
 708
 709         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
 710
 711         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d dn_slots=%d\n",
 712             dn->dn_objset, (u_longlong_t)dn->dn_object,
 713             (u_longlong_t)tx->tx_txg, blocksize, ibs, dn_slots);
 714         DNODE_STAT_BUMP(dnode_allocate);
 715
 716         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 717         ASSERT0(memcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)));
 718         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
 719         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
 720         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(ot));
 721         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 722             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
 723             (bonustype == DMU_OTN_UINT64_METADATA && bonuslen == 0) ||
 724             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
 725         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
 726         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots));
 727         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
 728         ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
 729         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
 730         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
 731         ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 732         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
 733         ASSERT(avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
 734
 735         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 736                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
 737                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
 738                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
 739                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
 740                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
 741                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
 742                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
 743                 ASSERT0(dn->dn_next_maxblkid[i]);
 744                 ASSERT(!multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
 745                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
 746                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
 747         }
 748
 749         dn->dn_type = ot;
 750         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 751         dn->dn_indblkshift = ibs;
 752         dn->dn_nlevels = 1;
 753         dn->dn_num_slots = dn_slots;
 754         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 755                 dn->dn_nblkptr = 1;
 756         else {
 757                 dn->dn_nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
 758                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
 759                     SPA_BLKPTRSHIFT));
 760         }
 761
 762         dn->dn_bonustype = bonustype;
 763         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 764         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 765         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 766         dn->dn_dirtyctx = 0;
 767
 768         dn->dn_free_txg = 0;
 769         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 770         dn->dn_dirty_txg = 0;
 771
 772         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 773         dn->dn_id_flags = 0;
 774
 775         dnode_setdirty(dn, tx);
 776         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
 777         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
 778         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
 779         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
 780 }
 781
 782 void
 783 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
 784     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, int dn_slots,
 785     boolean_t keep_spill, dmu_tx_t *tx)
 786 {
 787         int nblkptr;
 788
 789         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
 790         ASSERT3U(blocksize, <=,
 791             spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
 792         ASSERT0(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE);
 793         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
 794         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
 795         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
 796             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
 797             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
 798         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
 799         ASSERT3U(bonuslen, <=,
 800             DN_BONUS_SIZE(spa_maxdnodesize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset))));
 801         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_BONUS_SIZE(dn_slots << DNODE_SHIFT));
 802
 803         dnode_free_interior_slots(dn);
 804         DNODE_STAT_BUMP(dnode_reallocate);
 805
 806         /* clean up any unreferenced dbufs */
 807         dnode_evict_dbufs(dn);
 808
 809         dn->dn_id_flags = 0;
 810
 811         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 812         dnode_setdirty(dn, tx);
 813         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 814                 /* change blocksize */
 815                 ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
 816                 ASSERT(BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 817                     dnode_block_freed(dn, 0));
 818
 819                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 820                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = blocksize;
 821         }
 822         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 823                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = bonuslen;
 824
 825         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 826                 nblkptr = 1;
 827         else
 828                 nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
 829                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
 830                     SPA_BLKPTRSHIFT));
 831         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
 832                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = bonustype;
 833         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 834                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg & TXG_MASK] = nblkptr;
 835         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR && !keep_spill) {
 836                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
 837                 dnode_rm_spill(dn, tx);
 838         }
 839
 840         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 841
 842         /* change type */
 843         dn->dn_type = ot;
 844
 845         /* change bonus size and type */
 846         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 847         dn->dn_bonustype = bonustype;
 848         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 849         dn->dn_num_slots = dn_slots;
 850         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 851         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 852         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 853         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 854
 855         /* fix up the bonus db_size */
 856         if (dn->dn_bonus) {
 857                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 858                     DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
 859                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 860                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 861         }
 862
 863         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 864         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 865 }
 866
 867 #ifdef  _KERNEL
 868 static void
 869 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
 870 {
 871         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
 872         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
 873         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
 874
 875         /* Copy fields. */
 876         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
 877         ndn->dn_object = odn->dn_object;
 878         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
 879         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
 880         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
 881         ndn->dn_type = odn->dn_type;
 882         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
 883         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
 884         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
 885         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
 886         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
 887         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
 888         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
 889         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
 890         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
 891         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
 892         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
 893         ndn->dn_num_slots = odn->dn_num_slots;
 894         memcpy(ndn->dn_next_type, odn->dn_next_type,
 895             sizeof (odn->dn_next_type));
 896         memcpy(ndn->dn_next_nblkptr, odn->dn_next_nblkptr,
 897             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
 898         memcpy(ndn->dn_next_nlevels, odn->dn_next_nlevels,
 899             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
 900         memcpy(ndn->dn_next_indblkshift, odn->dn_next_indblkshift,
 901             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
 902         memcpy(ndn->dn_next_bonustype, odn->dn_next_bonustype,
 903             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
 904         memcpy(ndn->dn_rm_spillblk, odn->dn_rm_spillblk,
 905             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
 906         memcpy(ndn->dn_next_bonuslen, odn->dn_next_bonuslen,
 907             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
 908         memcpy(ndn->dn_next_blksz, odn->dn_next_blksz,
 909             sizeof (odn->dn_next_blksz));
 910         memcpy(ndn->dn_next_maxblkid, odn->dn_next_maxblkid,
 911             sizeof (odn->dn_next_maxblkid));
 912         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 913                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
 914                     &odn->dn_dirty_records[i]);
 915         }
 916         memcpy(ndn->dn_free_ranges, odn->dn_free_ranges,
 917             sizeof (odn->dn_free_ranges));
 918         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
 919         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
 920         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
 921         ndn->dn_dirty_txg = odn->dn_dirty_txg;
 922         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
 923         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
 924         ASSERT(zfs_refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
 925         zfs_refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
 926         ASSERT(avl_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
 927         avl_swap(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
 928         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
 929         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
 930         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
 931         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
 932         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
 933         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
 934         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
 935         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
 936         ndn->dn_oldprojid = odn->dn_oldprojid;
 937         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
 938         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
 939         ndn->dn_newprojid = odn->dn_newprojid;
 940         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
 941         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, ndn);
 942
 943         /*
 944          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
 945          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
 946          */
 947         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
 948         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
 949
 950         /*
 951          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
 952          */
 953         odn->dn_dbuf = NULL;
 954         odn->dn_handle = NULL;
 955         avl_create(&odn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 956             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 957         odn->dn_dbufs_count = 0;
 958         odn->dn_bonus = NULL;
 959         dmu_zfetch_fini(&odn->dn_zfetch);
 960
 961         /*
 962          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
 963          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
 964          */
 965         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
 966
 967         /*
 968          * Satisfy the destructor.
 969          */
 970         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 971                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
 972                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 973                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 974                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
 975                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
 976                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
 977                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
 978                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
 979                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
 980                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
 981         }
 982         odn->dn_allocated_txg = 0;
 983         odn->dn_free_txg = 0;
 984         odn->dn_assigned_txg = 0;
 985         odn->dn_dirty_txg = 0;
 986         odn->dn_dirtyctx = 0;
 987         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 988         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
 989         odn->dn_zio = NULL;
 990         odn->dn_oldused = 0;
 991         odn->dn_oldflags = 0;
 992         odn->dn_olduid = 0;
 993         odn->dn_oldgid = 0;
 994         odn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 995         odn->dn_newuid = 0;
 996         odn->dn_newgid = 0;
 997         odn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 998         odn->dn_id_flags = 0;
 999
1000         /*
1001          * Mark the dnode.
1002          */
1003         ndn->dn_moved = 1;
1004         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
1005 }
1006
1007 static kmem_cbrc_t
1008 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
1009 {
1010         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
1011         objset_t *os;
1012         int64_t refcount;
1013         uint32_t dbufs;
1014
1015         /*
1016          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
1017          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
1018          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
1019          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
1020          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
1021          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
1022          * function.
1023          */
1024         os = odn->dn_objset;
1025         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
1026                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_invalid);
1027                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
1028         }
1029
1030         /*
1031          * Ensure that the objset does not go away during the move.
1032          */
1033         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
1034         if (os != odn->dn_objset) {
1035                 rw_exit(&os_lock);
1036                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck1);
1037                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
1038         }
1039
1040         /*
1041          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
1042          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
1043          * ensure that the objset remains in use.
1044          */
1045         mutex_enter(&os->os_lock);
1046
1047         /*
1048          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
1049          * acquiring the lock.
1050          */
1051         if (os != odn->dn_objset) {
1052                 mutex_exit(&os->os_lock);
1053                 rw_exit(&os_lock);
1054                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck2);
1055                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
1056         }
1057
1058         /*
1059          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
1060          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
1061          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
1062          * on its list.
1063          */
1064         rw_exit(&os_lock);
1065         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
1066                 mutex_exit(&os->os_lock);
1067                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_special);
1068                 return (KMEM_CBRC_NO);
1069         }
1070         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
1071
1072         /*
1073          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
1074          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
1075          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
1076          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
1077          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
1078          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
1079          */
1080         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
1081                 mutex_exit(&os->os_lock);
1082                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_handle);
1083                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1084         }
1085
1086         /*
1087          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
1088          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
1089          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
1090          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
1091          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
1092          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
1093          * progress.
1094          */
1095         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
1096                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
1097                 mutex_exit(&os->os_lock);
1098                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_rwlock);
1099                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1100         }
1101
1102         /*
1103          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
1104          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
1105          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
1106          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
1107          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
1108          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
1109          * removal is blocked until the move completes.
1110          */
1111         refcount = zfs_refcount_count(&odn->dn_holds);
1112         ASSERT(refcount >= 0);
1113         dbufs = DN_DBUFS_COUNT(odn);
1114
1115         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
1116         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
1117         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
1118             uint32_t, dbufs);
1119
1120         if (refcount > dbufs) {
1121                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1122                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
1123                 mutex_exit(&os->os_lock);
1124                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_active);
1125                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1126         }
1127
1128         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1129
1130         /*
1131          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
1132          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
1133          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
1134          */
1135         dnode_move_impl(odn, ndn);
1136
1137         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
1138         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
1139         ASSERT(refcount == zfs_refcount_count(&ndn->dn_holds));
1140         ASSERT(dbufs == DN_DBUFS_COUNT(ndn));
1141         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
1142         mutex_exit(&os->os_lock);
1143
1144         return (KMEM_CBRC_YES);
1145 }
1146 #endif  /* _KERNEL */
1147
1148 static void
1149 dnode_slots_hold(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1150 {
1151         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1152
1153         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1154                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1155                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1156         }
1157 }
1158
1159 static void
1160 dnode_slots_rele(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1161 {
1162         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1163
1164         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1165                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1166
1167                 if (zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock))
1168                         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1169                 else
1170                         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1171         }
1172 }
1173
1174 static int
1175 dnode_slots_tryenter(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1176 {
1177         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1178
1179         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1180                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1181
1182                 if (!zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock)) {
1183                         for (int j = idx; j < i; j++) {
1184                                 dnh = &children->dnc_children[j];
1185                                 zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1186                         }
1187
1188                         return (0);
1189                 }
1190         }
1191
1192         return (1);
1193 }
1194
1195 static void
1196 dnode_set_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots, void *ptr)
1197 {
1198         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1199
1200         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1201                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1202                 dnh->dnh_dnode = ptr;
1203         }
1204 }
1205
1206 static boolean_t
1207 dnode_check_slots_free(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1208 {
1209         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1210
1211         /*
1212          * If all dnode slots are either already free or
1213          * evictable return B_TRUE.
1214          */
1215         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1216                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1217                 dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1218
1219                 if (dn == DN_SLOT_FREE) {
1220                         continue;
1221                 } else if (DN_SLOT_IS_PTR(dn)) {
1222                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1223                         boolean_t can_free = (dn->dn_type == DMU_OT_NONE &&
1224                             zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) &&
1225                             !DNODE_IS_DIRTY(dn));
1226                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1227
1228                         if (!can_free)
1229                                 return (B_FALSE);
1230                         else
1231                                 continue;
1232                 } else {
1233                         return (B_FALSE);
1234                 }
1235         }
1236
1237         return (B_TRUE);
1238 }
1239
1240 static uint_t
1241 dnode_reclaim_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1242 {
1243         uint_t reclaimed = 0;
1244
1245         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1246
1247         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1248                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1249
1250                 ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
1251
1252                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1253                         ASSERT3S(dnh->dnh_dnode->dn_type, ==, DMU_OT_NONE);
1254                         dnode_destroy(dnh->dnh_dnode);
1255                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1256                         reclaimed++;
1257                 }
1258         }
1259
1260         return (reclaimed);
1261 }
1262
1263 void
1264 dnode_free_interior_slots(dnode_t *dn)
1265 {
1266         dnode_children_t *children = dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db);
1267         int epb = dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1268         int idx = (dn->dn_object & (epb - 1)) + 1;
1269         int slots = dn->dn_num_slots - 1;
1270
1271         if (slots == 0)
1272                 return;
1273
1274         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1275
1276         while (!dnode_slots_tryenter(children, idx, slots)) {
1277                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_free_interior_lock_retry);
1278                 kpreempt(KPREEMPT_SYNC);
1279         }
1280
1281         dnode_set_slots(children, idx, slots, DN_SLOT_FREE);
1282         dnode_slots_rele(children, idx, slots);
1283 }
1284
1285 void
1286 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
1287 {
1288         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1289
1290         /*
1291          * Ensure dnode_rele_and_unlock() has released dn_mtx, after final
1292          * zfs_refcount_remove()
1293          */
1294         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1295         if (zfs_refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
1296                 cv_wait(&dn->dn_nodnholds, &dn->dn_mtx);
1297         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1298         ASSERT3U(zfs_refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 0);
1299
1300         ASSERT(dn->dn_dbuf == NULL ||
1301             dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db) == NULL);
1302         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1303         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1304         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1305         dnh->dnh_dnode = NULL;
1306 }
1307
1308 void
1309 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
1310     dnode_handle_t *dnh)
1311 {
1312         dnode_t *dn;
1313
1314         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
1315         VERIFY3U(1, ==, zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock));
1316
1317         dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
1318         DNODE_VERIFY(dn);
1319
1320         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1321 }
1322
1323 static void
1324 dnode_buf_evict_async(void *dbu)
1325 {
1326         dnode_children_t *dnc = dbu;
1327
1328         DNODE_STAT_BUMP(dnode_buf_evict);
1329
1330         for (int i = 0; i < dnc->dnc_count; i++) {
1331                 dnode_handle_t *dnh = &dnc->dnc_children[i];
1332                 dnode_t *dn;
1333
1334                 /*
1335                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
1336                  * another valid address, so there is no need here to guard
1337                  * against changes to or from NULL.
1338                  */
1339                 if (!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1340                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1341                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1342                         continue;
1343                 }
1344
1345                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1346                 dn = dnh->dnh_dnode;
1347                 /*
1348                  * If there are holds on this dnode, then there should
1349                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
1350                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
1351                  * would not have been called.
1352                  */
1353                 ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
1354                 ASSERT(zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
1355
1356                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() for first slot */
1357                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1358                 dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1359         }
1360         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1361             dnc->dnc_count * sizeof (dnode_handle_t));
1362 }
1363
1364 /*
1365  * When the DNODE_MUST_BE_FREE flag is set, the "slots" parameter is used
1366  * to ensure the hole at the specified object offset is large enough to
1367  * hold the dnode being created. The slots parameter is also used to ensure
1368  * a dnode does not span multiple dnode blocks. In both of these cases, if
1369  * a failure occurs, ENOSPC is returned. Keep in mind, these failure cases
1370  * are only possible when using DNODE_MUST_BE_FREE.
1371  *
1372  * If the DNODE_MUST_BE_ALLOCATED flag is set, "slots" must be 0.
1373  * dnode_hold_impl() will check if the requested dnode is already consumed
1374  * as an extra dnode slot by an large dnode, in which case it returns
1375  * ENOENT.
1376  *
1377  * If the DNODE_DRY_RUN flag is set, we don't actually hold the dnode, just
1378  * return whether the hold would succeed or not. tag and dnp should set to
1379  * NULL in this case.
1380  *
1381  * errors:
1382  * EINVAL - Invalid object number or flags.
1383  * ENOSPC - Hole too small to fulfill "slots" request (DNODE_MUST_BE_FREE)
1384  * EEXIST - Refers to an allocated dnode (DNODE_MUST_BE_FREE)
1385  *        - Refers to a freeing dnode (DNODE_MUST_BE_FREE)
1386  *        - Refers to an interior dnode slot (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1387  * ENOENT - The requested dnode is not allocated (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1388  *        - The requested dnode is being freed (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1389  * EIO    - I/O error when reading the meta dnode dbuf.
1390  *
1391  * succeeds even for free dnodes.
1392  */
1393 int
1394 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag, int slots,
1395     const void *tag, dnode_t **dnp)
1396 {
1397         int epb, idx, err;
1398         int drop_struct_lock = FALSE;
1399         int type;
1400         uint64_t blk;
1401         dnode_t *mdn, *dn;
1402         dmu_buf_impl_t *db;
1403         dnode_children_t *dnc;
1404         dnode_phys_t *dn_block;
1405         dnode_handle_t *dnh;
1406
1407         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (slots == 0));
1408         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_FREE) || (slots > 0));
1409         IMPLY(flag & DNODE_DRY_RUN, (tag == NULL) && (dnp == NULL));
1410
1411         /*
1412          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1413          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1414          * which may require us to read from the root filesystem while
1415          * holding some (not all) of the locks as writer.
1416          */
1417         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1418             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1419             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1420
1421         ASSERT((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (flag & DNODE_MUST_BE_FREE));
1422
1423         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT ||
1424             object == DMU_PROJECTUSED_OBJECT) {
1425                 if (object == DMU_USERUSED_OBJECT)
1426                         dn = DMU_USERUSED_DNODE(os);
1427                 else if (object == DMU_GROUPUSED_OBJECT)
1428                         dn = DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1429                 else
1430                         dn = DMU_PROJECTUSED_DNODE(os);
1431                 if (dn == NULL)
1432                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1433                 type = dn->dn_type;
1434                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1435                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1436                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1437                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1438                 DNODE_VERIFY(dn);
1439                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1440                 if (!(flag & DNODE_DRY_RUN)) {
1441                         (void) zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1442                         *dnp = dn;
1443                 }
1444                 return (0);
1445         }
1446
1447         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1448                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1449
1450         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1451         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1452
1453         DNODE_VERIFY(mdn);
1454
1455         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1456                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1457                 drop_struct_lock = TRUE;
1458         }
1459
1460         blk = dbuf_whichblock(mdn, 0, object * sizeof (dnode_phys_t));
1461         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1462         if (drop_struct_lock)
1463                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1464         if (db == NULL) {
1465                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_hold);
1466                 return (SET_ERROR(EIO));
1467         }
1468
1469         /*
1470          * We do not need to decrypt to read the dnode so it doesn't matter
1471          * if we get the encrypted or decrypted version.
1472          */
1473         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL |
1474             DB_RF_NO_DECRYPT | DB_RF_NOPREFETCH);
1475         if (err) {
1476                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_read);
1477                 dbuf_rele(db, FTAG);
1478                 return (err);
1479         }
1480
1481         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1482         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1483
1484         idx = object & (epb - 1);
1485         dn_block = (dnode_phys_t *)db->db.db_data;
1486
1487         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1488         dnc = dmu_buf_get_user(&db->db);
1489         dnh = NULL;
1490         if (dnc == NULL) {
1491                 dnode_children_t *winner;
1492                 int skip = 0;
1493
1494                 dnc = kmem_zalloc(sizeof (dnode_children_t) +
1495                     epb * sizeof (dnode_handle_t), KM_SLEEP);
1496                 dnc->dnc_count = epb;
1497                 dnh = &dnc->dnc_children[0];
1498
1499                 /* Initialize dnode slot status from dnode_phys_t */
1500                 for (int i = 0; i < epb; i++) {
1501                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1502
1503                         if (skip) {
1504                                 skip--;
1505                                 continue;
1506                         }
1507
1508                         if (dn_block[i].dn_type != DMU_OT_NONE) {
1509                                 int interior = dn_block[i].dn_extra_slots;
1510
1511                                 dnode_set_slots(dnc, i, 1, DN_SLOT_ALLOCATED);
1512                                 dnode_set_slots(dnc, i + 1, interior,
1513                                     DN_SLOT_INTERIOR);
1514                                 skip = interior;
1515                         } else {
1516                                 dnh[i].dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1517                                 skip = 0;
1518                         }
1519                 }
1520
1521                 dmu_buf_init_user(&dnc->dnc_dbu, NULL,
1522                     dnode_buf_evict_async, NULL);
1523                 winner = dmu_buf_set_user(&db->db, &dnc->dnc_dbu);
1524                 if (winner != NULL) {
1525
1526                         for (int i = 0; i < epb; i++)
1527                                 zrl_destroy(&dnh[i].dnh_zrlock);
1528
1529                         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1530                             epb * sizeof (dnode_handle_t));
1531                         dnc = winner;
1532                 }
1533         }
1534
1535         ASSERT(dnc->dnc_count == epb);
1536
1537         if (flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) {
1538                 slots = 1;
1539
1540                 dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1541                 dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1542
1543                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1544                         dn = dnh->dnh_dnode;
1545                 } else if (dnh->dnh_dnode == DN_SLOT_INTERIOR) {
1546                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_interior);
1547                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1548                         dbuf_rele(db, FTAG);
1549                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1550                 } else if (dnh->dnh_dnode != DN_SLOT_ALLOCATED) {
1551                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_misses);
1552                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1553                         dbuf_rele(db, FTAG);
1554                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1555                 } else {
1556                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1557                         while (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1558                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_retry);
1559                                 kpreempt(KPREEMPT_SYNC);
1560                         }
1561
1562                         /*
1563                          * Someone else won the race and called dnode_create()
1564                          * after we checked DN_SLOT_IS_PTR() above but before
1565                          * we acquired the lock.
1566                          */
1567                         if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1568                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_misses);
1569                                 dn = dnh->dnh_dnode;
1570                         } else {
1571                                 dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1572                                     object, dnh);
1573                                 dmu_buf_add_user_size(&db->db,
1574                                     sizeof (dnode_t));
1575                         }
1576                 }
1577
1578                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1579                 if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg != 0) {
1580                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_type_none);
1581                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1582                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1583                         dbuf_rele(db, FTAG);
1584                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1585                 }
1586
1587                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1588                 if (flag & DNODE_DRY_RUN) {
1589                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1590                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1591                         dbuf_rele(db, FTAG);
1592                         return (0);
1593                 }
1594
1595                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_hits);
1596         } else if (flag & DNODE_MUST_BE_FREE) {
1597
1598                 if (idx + slots - 1 >= DNODES_PER_BLOCK) {
1599                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_overflow);
1600                         dbuf_rele(db, FTAG);
1601                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1602                 }
1603
1604                 dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1605
1606                 if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1607                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_misses);
1608                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1609                         dbuf_rele(db, FTAG);
1610                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1611                 }
1612
1613                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1614                 while (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1615                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_retry);
1616                         kpreempt(KPREEMPT_SYNC);
1617                 }
1618
1619                 if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1620                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_misses);
1621                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1622                         dbuf_rele(db, FTAG);
1623                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1624                 }
1625
1626                 /*
1627                  * Allocated but otherwise free dnodes which would
1628                  * be in the interior of a multi-slot dnodes need
1629                  * to be freed.  Single slot dnodes can be safely
1630                  * re-purposed as a performance optimization.
1631                  */
1632                 if (slots > 1) {
1633                         uint_t reclaimed =
1634                             dnode_reclaim_slots(dnc, idx + 1, slots - 1);
1635                         if (reclaimed > 0)
1636                                 dmu_buf_sub_user_size(&db->db,
1637                                     reclaimed * sizeof (dnode_t));
1638                 }
1639
1640                 dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1641                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1642                         dn = dnh->dnh_dnode;
1643                 } else {
1644                         dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1645                             object, dnh);
1646                         dmu_buf_add_user_size(&db->db, sizeof (dnode_t));
1647                 }
1648
1649                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1650                 if (!zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || dn->dn_free_txg) {
1651                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_refcount);
1652                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1653                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1654                         dbuf_rele(db, FTAG);
1655                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1656                 }
1657
1658                 /* Don't actually hold if dry run, just return 0 */
1659                 if (flag & DNODE_DRY_RUN) {
1660                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1661                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1662                         dbuf_rele(db, FTAG);
1663                         return (0);
1664                 }
1665
1666                 dnode_set_slots(dnc, idx + 1, slots - 1, DN_SLOT_INTERIOR);
1667                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_hits);
1668         } else {
1669                 dbuf_rele(db, FTAG);
1670                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1671         }
1672
1673         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
1674
1675         if (zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1676                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1677
1678         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1679
1680         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1681         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1682
1683         DNODE_VERIFY(dn);
1684         ASSERT3P(dnp, !=, NULL);
1685         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1686         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1687         dbuf_rele(db, FTAG);
1688
1689         *dnp = dn;
1690         return (0);
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1695  */
1696 int
1697 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, const void *tag, dnode_t **dnp)
1698 {
1699         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, 0, tag,
1700             dnp));
1701 }
1702
1703 /*
1704  * Can only add a reference if there is already at least one
1705  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1706  * new reference.
1707  */
1708 boolean_t
1709 dnode_add_ref(dnode_t *dn, const void *tag)
1710 {
1711         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1712         if (zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1713                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1714                 return (FALSE);
1715         }
1716         VERIFY(1 < zfs_refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1717         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1718         return (TRUE);
1719 }
1720
1721 void
1722 dnode_rele(dnode_t *dn, const void *tag)
1723 {
1724         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1725         dnode_rele_and_unlock(dn, tag, B_FALSE);
1726 }
1727
1728 void
1729 dnode_rele_and_unlock(dnode_t *dn, const void *tag, boolean_t evicting)
1730 {
1731         uint64_t refs;
1732         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1733         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1734         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1735
1736         refs = zfs_refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1737         if (refs == 0)
1738                 cv_broadcast(&dn->dn_nodnholds);
1739         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1740         /* dnode could get destroyed at this point, so don't use it anymore */
1741
1742         /*
1743          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1744          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1745          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1746          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1747          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1748          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1749          * handle.
1750          */
1751 #ifdef ZFS_DEBUG
1752         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1753 #endif
1754
1755         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1756         if (refs == 0 && db != NULL) {
1757                 /*
1758                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1759                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1760                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1761                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1762                  * that the handle has zero references, but that will be
1763                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1764                  */
1765                 mutex_enter(&db->db_mtx);
1766                 dbuf_rele_and_unlock(db, dnh, evicting);
1767         }
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Test whether we can create a dnode at the specified location.
1772  */
1773 int
1774 dnode_try_claim(objset_t *os, uint64_t object, int slots)
1775 {
1776         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_FREE | DNODE_DRY_RUN,
1777             slots, NULL, NULL));
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Checks if the dnode itself is dirty, or is carrying any uncommitted records.
1782  * It is important to check both conditions, as some operations (eg appending
1783  * to a file) can dirty both as a single logical unit, but they are not synced
1784  * out atomically, so checking one and not the other can result in an object
1785  * appearing to be clean mid-way through a commit.
1786  *
1787  * Do not change this lightly! If you get it wrong, dmu_offset_next() can
1788  * detect a hole where there is really data, leading to silent corruption.
1789  */
1790 boolean_t
1791 dnode_is_dirty(dnode_t *dn)
1792 {
1793         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1794
1795         for (int i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1796                 if (multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]) ||
1797                     !list_is_empty(&dn->dn_dirty_records[i])) {
1798                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1799                         return (B_TRUE);
1800                 }
1801         }
1802
1803         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1804
1805         return (B_FALSE);
1806 }
1807
1808 void
1809 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1810 {
1811         objset_t *os = dn->dn_objset;
1812         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1813
1814         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1815                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1816                 return;
1817         }
1818
1819         DNODE_VERIFY(dn);
1820
1821 #ifdef ZFS_DEBUG
1822         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1823         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1824         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1825         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1826 #endif
1827
1828         /*
1829          * Determine old uid/gid when necessary
1830          */
1831         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1832
1833         multilist_t *dirtylist = &os->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK];
1834         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock_obj(dirtylist, dn);
1835
1836         /*
1837          * If we are already marked dirty, we're done.
1838          */
1839         if (multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1840                 multilist_sublist_unlock(mls);
1841                 return;
1842         }
1843
1844         ASSERT(!zfs_refcount_is_zero(&dn->dn_holds) ||
1845             !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1846         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1847         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg & TXG_MASK]);
1848         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg & TXG_MASK]);
1849         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg & TXG_MASK]);
1850
1851         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1852             (u_longlong_t)dn->dn_object, (u_longlong_t)txg);
1853
1854         multilist_sublist_insert_head(mls, dn);
1855
1856         multilist_sublist_unlock(mls);
1857
1858         /*
1859          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1860          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1861          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1862          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1863          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1864          * dnode will hang around after we finish processing its
1865          * children.
1866          */
1867         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1868
1869         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1870
1871         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1872 }
1873
1874 void
1875 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1876 {
1877         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1878         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1879                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1880                 return;
1881         }
1882         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1883         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1884
1885         dnode_setdirty(dn, tx);
1886 }
1887
1888 /*
1889  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1890  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1891  */
1892 int
1893 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1894 {
1895         dmu_buf_impl_t *db;
1896         int err;
1897
1898         ASSERT3U(size, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
1899         if (size == 0)
1900                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1901         else
1902                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1903
1904         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1905                 ibs = 0;
1906
1907         if (size == dn->dn_datablksz && ibs == 0)
1908                 return (0);
1909
1910         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1911
1912         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1913         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1914                 goto fail;
1915
1916         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1917         for (db = avl_first(&dn->dn_dbufs); db != NULL;
1918             db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1919                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1920                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1921                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1922                         goto fail;
1923                 }
1924         }
1925         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1926
1927         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1928                 goto fail;
1929
1930         dnode_setdirty(dn, tx);
1931         if (size != dn->dn_datablksz) {
1932                 /* resize the old block */
1933                 err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
1934                 if (err == 0) {
1935                         dbuf_new_size(db, size, tx);
1936                 } else if (err != ENOENT) {
1937                         goto fail;
1938                 }
1939
1940                 dnode_setdblksz(dn, size);
1941                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = size;
1942                 if (db)
1943                         dbuf_rele(db, FTAG);
1944         }
1945         if (ibs) {
1946                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1947                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
1948         }
1949
1950         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1951         return (0);
1952
1953 fail:
1954         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1955         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1956 }
1957
1958 static void
1959 dnode_set_nlevels_impl(dnode_t *dn, int new_nlevels, dmu_tx_t *tx)
1960 {
1961         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1962         int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1963         dmu_buf_impl_t *db;
1964         list_t *list;
1965         dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1966
1967         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1968
1969         ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_nlevels);
1970         dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1971
1972         ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1973         dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1974
1975         /* dirty the left indirects */
1976         db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1977         ASSERT(db != NULL);
1978         new = dbuf_dirty(db, tx);
1979         dbuf_rele(db, FTAG);
1980
1981         /* transfer the dirty records to the new indirect */
1982         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1983         mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1984         list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1985         for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1986                 dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1987
1988                 IMPLY(dr->dr_dbuf == NULL, old_nlevels == 1);
1989                 if (dr->dr_dbuf == NULL ||
1990                     (dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels - 1 &&
1991                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1992                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID)) {
1993                         list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1994                         list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1995                         dr->dr_parent = new;
1996                 }
1997         }
1998         mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1999         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2000 }
2001
2002 int
2003 dnode_set_nlevels(dnode_t *dn, int nlevels, dmu_tx_t *tx)
2004 {
2005         int ret = 0;
2006
2007         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2008
2009         if (dn->dn_nlevels == nlevels) {
2010                 ret = 0;
2011                 goto out;
2012         } else if (nlevels < dn->dn_nlevels) {
2013                 ret = SET_ERROR(EINVAL);
2014                 goto out;
2015         }
2016
2017         dnode_set_nlevels_impl(dn, nlevels, tx);
2018
2019 out:
2020         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2021         return (ret);
2022 }
2023
2024 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
2025 void
2026 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read,
2027     boolean_t force)
2028 {
2029         int epbs, new_nlevels;
2030         uint64_t sz;
2031
2032         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
2033
2034         ASSERT(have_read ?
2035             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
2036             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2037
2038         /*
2039          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
2040          * before upgrading to a write-lock.
2041          */
2042         if (have_read) {
2043                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
2044                         return;
2045
2046                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
2047                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2048                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2049                 }
2050         }
2051
2052         /*
2053          * Raw sends (indicated by the force flag) require that we take the
2054          * given blkid even if the value is lower than the current value.
2055          */
2056         if (!force && blkid <= dn->dn_maxblkid)
2057                 goto out;
2058
2059         /*
2060          * We use the (otherwise unused) top bit of dn_next_maxblkid[txgoff]
2061          * to indicate that this field is set. This allows us to set the
2062          * maxblkid to 0 on an existing object in dnode_sync().
2063          */
2064         dn->dn_maxblkid = blkid;
2065         dn->dn_next_maxblkid[tx->tx_txg & TXG_MASK] =
2066             blkid | DMU_NEXT_MAXBLKID_SET;
2067
2068         /*
2069          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
2070          * Raw sends will ensure nlevels is set correctly for us.
2071          */
2072         new_nlevels = 1;
2073         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2074         for (sz = dn->dn_nblkptr;
2075             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
2076                 new_nlevels++;
2077
2078         ASSERT3U(new_nlevels, <=, DN_MAX_LEVELS);
2079
2080         if (!force) {
2081                 if (new_nlevels > dn->dn_nlevels)
2082                         dnode_set_nlevels_impl(dn, new_nlevels, tx);
2083         } else {
2084                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, >=, new_nlevels);
2085         }
2086
2087 out:
2088         if (have_read)
2089                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
2090 }
2091
2092 static void
2093 dnode_dirty_l1(dnode_t *dn, uint64_t l1blkid, dmu_tx_t *tx)
2094 {
2095         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dn, 1, l1blkid, FTAG);
2096         if (db != NULL) {
2097                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
2098                 dbuf_rele(db, FTAG);
2099         }
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Dirty all the in-core level-1 dbufs in the range specified by start_blkid
2104  * and end_blkid.
2105  */
2106 static void
2107 dnode_dirty_l1range(dnode_t *dn, uint64_t start_blkid, uint64_t end_blkid,
2108     dmu_tx_t *tx)
2109 {
2110         dmu_buf_impl_t *db_search;
2111         dmu_buf_impl_t *db;
2112         avl_index_t where;
2113
2114         db_search = kmem_zalloc(sizeof (dmu_buf_impl_t), KM_SLEEP);
2115
2116         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2117
2118         db_search->db_level = 1;
2119         db_search->db_blkid = start_blkid + 1;
2120         db_search->db_state = DB_SEARCH;
2121         for (;;) {
2122
2123                 db = avl_find(&dn->dn_dbufs, db_search, &where);
2124                 if (db == NULL)
2125                         db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
2126
2127                 if (db == NULL || db->db_level != 1 ||
2128                     db->db_blkid >= end_blkid) {
2129                         break;
2130                 }
2131
2132                 /*
2133                  * Setup the next blkid we want to search for.
2134                  */
2135                 db_search->db_blkid = db->db_blkid + 1;
2136                 ASSERT3U(db->db_blkid, >=, start_blkid);
2137
2138                 /*
2139                  * If the dbuf transitions to DB_EVICTING while we're trying
2140                  * to dirty it, then we will be unable to discover it in
2141                  * the dbuf hash table. This will result in a call to
2142                  * dbuf_create() which needs to acquire the dn_dbufs_mtx
2143                  * lock. To avoid a deadlock, we drop the lock before
2144                  * dirtying the level-1 dbuf.
2145                  */
2146                 mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2147                 dnode_dirty_l1(dn, db->db_blkid, tx);
2148                 mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
2149         }
2150
2151 #ifdef ZFS_DEBUG
2152         /*
2153          * Walk all the in-core level-1 dbufs and verify they have been dirtied.
2154          */
2155         db_search->db_level = 1;
2156         db_search->db_blkid = start_blkid + 1;
2157         db_search->db_state = DB_SEARCH;
2158         db = avl_find(&dn->dn_dbufs, db_search, &where);
2159         if (db == NULL)
2160                 db = avl_nearest(&dn->dn_dbufs, where, AVL_AFTER);
2161         for (; db != NULL; db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
2162                 if (db->db_level != 1 || db->db_blkid >= end_blkid)
2163                         break;
2164                 if (db->db_state != DB_EVICTING)
2165                         ASSERT(db->db_dirtycnt > 0);
2166         }
2167 #endif
2168         kmem_free(db_search, sizeof (dmu_buf_impl_t));
2169         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
2170 }
2171
2172 void
2173 dnode_set_dirtyctx(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx, const void *tag)
2174 {
2175         /*
2176          * Don't set dirtyctx to SYNC if we're just modifying this as we
2177          * initialize the objset.
2178          */
2179         if (dn->dn_dirtyctx == DN_UNDIRTIED) {
2180                 dsl_dataset_t *ds = dn->dn_objset->os_dsl_dataset;
2181
2182                 if (ds != NULL) {
2183                         rrw_enter(&ds->ds_bp_rwlock, RW_READER, tag);
2184                 }
2185                 if (!BP_IS_HOLE(dn->dn_objset->os_rootbp)) {
2186                         if (dmu_tx_is_syncing(tx))
2187                                 dn->dn_dirtyctx = DN_DIRTY_SYNC;
2188                         else
2189                                 dn->dn_dirtyctx = DN_DIRTY_OPEN;
2190                         dn->dn_dirtyctx_firstset = tag;
2191                 }
2192                 if (ds != NULL) {
2193                         rrw_exit(&ds->ds_bp_rwlock, tag);
2194                 }
2195         }
2196 }
2197
2198 static void
2199 dnode_partial_zero(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t blkoff, uint64_t len,
2200     dmu_tx_t *tx)
2201 {
2202         dmu_buf_impl_t *db;
2203         int res;
2204
2205         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2206         res = dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off), TRUE, FALSE,
2207             FTAG, &db);
2208         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2209         if (res == 0) {
2210                 db_lock_type_t dblt;
2211                 boolean_t dirty;
2212
2213                 dblt = dmu_buf_lock_parent(db, RW_READER, FTAG);
2214                 /* don't dirty if not on disk and not dirty */
2215                 dirty = !list_is_empty(&db->db_dirty_records) ||
2216                     (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr));
2217                 dmu_buf_unlock_parent(db, dblt, FTAG);
2218                 if (dirty) {
2219                         caddr_t data;
2220
2221                         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
2222                         data = db->db.db_data;
2223                         memset(data + blkoff, 0, len);
2224                 }
2225                 dbuf_rele(db, FTAG);
2226         }
2227 }
2228
2229 void
2230 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
2231 {
2232         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
2233         int blksz, blkshift, head, tail;
2234         int trunc = FALSE;
2235         int epbs;
2236
2237         blksz = dn->dn_datablksz;
2238         blkshift = dn->dn_datablkshift;
2239         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2240
2241         if (len == DMU_OBJECT_END) {
2242                 len = UINT64_MAX - off;
2243                 trunc = TRUE;
2244         }
2245
2246         /*
2247          * First, block align the region to free:
2248          */
2249         if (ISP2(blksz)) {
2250                 head = P2NPHASE(off, blksz);
2251                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
2252                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
2253                         return;
2254         } else {
2255                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
2256                 if (off == 0 && len >= blksz) {
2257                         /*
2258                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
2259                          */
2260                         blkid = 0;
2261                         nblks = 1;
2262                         if (dn->dn_nlevels > 1) {
2263                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2264                                 dnode_dirty_l1(dn, 0, tx);
2265                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2266                         }
2267                         goto done;
2268                 } else if (off >= blksz) {
2269                         /* Freeing past end-of-data */
2270                         return;
2271                 } else {
2272                         /* Freeing part of the block. */
2273                         head = blksz - off;
2274                         ASSERT3U(head, >, 0);
2275                 }
2276                 blkoff = off;
2277         }
2278         /* zero out any partial block data at the start of the range */
2279         if (head) {
2280                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
2281                 if (len < head)
2282                         head = len;
2283                 dnode_partial_zero(dn, off, blkoff, head, tx);
2284                 off += head;
2285                 len -= head;
2286         }
2287
2288         /* If the range was less than one block, we're done */
2289         if (len == 0)
2290                 return;
2291
2292         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
2293         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
2294                 return;
2295
2296         ASSERT(ISP2(blksz));
2297         if (trunc)
2298                 tail = 0;
2299         else
2300                 tail = P2PHASE(len, blksz);
2301
2302         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
2303         /* zero out any partial block data at the end of the range */
2304         if (tail) {
2305                 if (len < tail)
2306                         tail = len;
2307                 dnode_partial_zero(dn, off + len, 0, tail, tx);
2308                 len -= tail;
2309         }
2310
2311         /* If the range did not include a full block, we are done */
2312         if (len == 0)
2313                 return;
2314
2315         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
2316         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
2317         blkid = off >> blkshift;
2318         nblks = len >> blkshift;
2319         if (trunc)
2320                 nblks += 1;
2321
2322         /*
2323          * Dirty all the indirect blocks in this range.  Note that only
2324          * the first and last indirect blocks can actually be written
2325          * (if they were partially freed) -- they must be dirtied, even if
2326          * they do not exist on disk yet.  The interior blocks will
2327          * be freed by free_children(), so they will not actually be written.
2328          * Even though these interior blocks will not be written, we
2329          * dirty them for two reasons:
2330          *
2331          *  - It ensures that the indirect blocks remain in memory until
2332          *    syncing context.  (They have already been prefetched by
2333          *    dmu_tx_hold_free(), so we don't have to worry about reading
2334          *    them serially here.)
2335          *
2336          *  - The dirty space accounting will put pressure on the txg sync
2337          *    mechanism to begin syncing, and to delay transactions if there
2338          *    is a large amount of freeing.  Even though these indirect
2339          *    blocks will not be written, we could need to write the same
2340          *    amount of space if we copy the freed BPs into deadlists.
2341          */
2342         if (dn->dn_nlevels > 1) {
2343                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
2344                 uint64_t first, last;
2345
2346                 first = blkid >> epbs;
2347                 dnode_dirty_l1(dn, first, tx);
2348                 if (trunc)
2349                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
2350                 else
2351                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
2352                 if (last != first)
2353                         dnode_dirty_l1(dn, last, tx);
2354
2355                 dnode_dirty_l1range(dn, first, last, tx);
2356
2357                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
2358                     SPA_BLKPTRSHIFT;
2359                 for (uint64_t i = first + 1; i < last; i++) {
2360                         /*
2361                          * Set i to the blockid of the next non-hole
2362                          * level-1 indirect block at or after i.  Note
2363                          * that dnode_next_offset() operates in terms of
2364                          * level-0-equivalent bytes.
2365                          */
2366                         uint64_t ibyte = i << shift;
2367                         int err = dnode_next_offset(dn, DNODE_FIND_HAVELOCK,
2368                             &ibyte, 2, 1, 0);
2369                         i = ibyte >> shift;
2370                         if (i >= last)
2371                                 break;
2372
2373                         /*
2374                          * Normally we should not see an error, either
2375                          * from dnode_next_offset() or dbuf_hold_level()
2376                          * (except for ESRCH from dnode_next_offset).
2377                          * If there is an i/o error, then when we read
2378                          * this block in syncing context, it will use
2379                          * ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, and thus hang/panic according
2380                          * to the "failmode" property.  dnode_next_offset()
2381                          * doesn't have a flag to indicate MUSTSUCCEED.
2382                          */
2383                         if (err != 0)
2384                                 break;
2385
2386                         dnode_dirty_l1(dn, i, tx);
2387                 }
2388                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2389         }
2390
2391 done:
2392         /*
2393          * Add this range to the dnode range list.
2394          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
2395          */
2396         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2397         {
2398                 int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
2399                 if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
2400                         dn->dn_free_ranges[txgoff] = range_tree_create(NULL,
2401                             RANGE_SEG64, NULL, 0, 0);
2402                 }
2403                 range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2404                 range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2405         }
2406         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
2407             (u_longlong_t)blkid, (u_longlong_t)nblks,
2408             (u_longlong_t)tx->tx_txg);
2409         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2410
2411         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
2412         dnode_setdirty(dn, tx);
2413 }
2414
2415 static boolean_t
2416 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
2417 {
2418         int i;
2419
2420         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2421         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2422                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
2423                         break;
2424         }
2425         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2426         return (i < TXG_SIZE);
2427 }
2428
2429 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
2430 uint64_t
2431 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
2432 {
2433         int i;
2434
2435         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2436                 return (FALSE);
2437
2438         if (dn->dn_free_txg)
2439                 return (TRUE);
2440
2441         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
2442                 return (dnode_spill_freed(dn));
2443
2444         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2445         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2446                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
2447                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
2448                         break;
2449         }
2450         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2451         return (i < TXG_SIZE);
2452 }
2453
2454 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
2455 void
2456 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
2457 {
2458         uint64_t space;
2459         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
2460             dn, dn->dn_phys,
2461             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
2462             (longlong_t)delta);
2463
2464         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2465         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
2466         if (delta > 0) {
2467                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
2468         } else {
2469                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
2470         }
2471         space += delta;
2472         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
2473                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
2474                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
2475                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
2476         } else {
2477                 dn->dn_phys->dn_used = space;
2478                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
2479         }
2480         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
2485  * depending on 'flags'.
2486  *
2487  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
2488  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
2489  *
2490  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
2491  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
2492  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
2493  * block pointer we matched on (or dnode).
2494  *
2495  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
2496  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
2497  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
2498  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
2499  * level.
2500  */
2501 static int
2502 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2503     int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2504 {
2505         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
2506         void *data = NULL;
2507         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2508         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
2509         uint64_t minfill, maxfill;
2510         boolean_t hole;
2511         int i, inc, error, span;
2512
2513         ASSERT(RW_LOCK_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
2514
2515         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
2516         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
2517         ASSERT(txg == 0 || !hole);
2518
2519         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
2520                 error = 0;
2521                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
2522                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
2523         } else {
2524                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, lvl, *offset);
2525                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
2526                 if (error) {
2527                         if (error != ENOENT)
2528                                 return (error);
2529                         if (hole)
2530                                 return (0);
2531                         /*
2532                          * This can only happen when we are searching up
2533                          * the block tree for data.  We don't really need to
2534                          * adjust the offset, as we will just end up looking
2535                          * at the pointer to this block in its parent, and its
2536                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
2537                          */
2538                         return (SET_ERROR(ESRCH));
2539                 }
2540                 error = dbuf_read(db, NULL,
2541                     DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT |
2542                     DB_RF_NO_DECRYPT | DB_RF_NOPREFETCH);
2543                 if (error) {
2544                         dbuf_rele(db, FTAG);
2545                         return (error);
2546                 }
2547                 data = db->db.db_data;
2548                 rw_enter(&db->db_rwlock, RW_READER);
2549         }
2550
2551         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
2552             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
2553             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
2554                 /*
2555                  * This can only happen when we are searching up the tree
2556                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
2557                  */
2558                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2559         } else if (lvl == 0) {
2560                 dnode_phys_t *dnp = data;
2561
2562                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
2563                 ASSERT(!(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS));
2564
2565                 for (i = (*offset >> DNODE_SHIFT) & (blkfill - 1);
2566                     i < blkfill; i += dnp[i].dn_extra_slots + 1) {
2567                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
2568                                 break;
2569                 }
2570
2571                 if (i == blkfill)
2572                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2573
2574                 *offset = (*offset & ~(DNODE_BLOCK_SIZE - 1)) +
2575                     (i << DNODE_SHIFT);
2576         } else {
2577                 blkptr_t *bp = data;
2578                 uint64_t start = *offset;
2579                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
2580                 minfill = 0;
2581                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
2582
2583                 if (hole)
2584                         maxfill--;
2585                 else
2586                         minfill++;
2587
2588                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2589                         /* This only happens on the highest indirection level */
2590                         ASSERT3U((lvl - 1), ==, dn->dn_phys->dn_nlevels - 1);
2591                         *offset = 0;
2592                 } else {
2593                         *offset = *offset >> span;
2594                 }
2595
2596                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
2597                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
2598                         if (BP_GET_FILL(&bp[i]) >= minfill &&
2599                             BP_GET_FILL(&bp[i]) <= maxfill &&
2600                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
2601                                 break;
2602                         if (inc > 0 || *offset > 0)
2603                                 *offset += inc;
2604                 }
2605
2606                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2607                         *offset = start;
2608                 } else {
2609                         *offset = *offset << span;
2610                 }
2611
2612                 if (inc < 0) {
2613                         /* traversing backwards; position offset at the end */
2614                         if (span < 8 * sizeof (*offset))
2615                                 *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1,
2616                                     start);
2617                 } else if (*offset < start) {
2618                         *offset = start;
2619                 }
2620                 if (i < 0 || i >= epb)
2621                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2622         }
2623
2624         if (db != NULL) {
2625                 rw_exit(&db->db_rwlock);
2626                 dbuf_rele(db, FTAG);
2627         }
2628
2629         return (error);
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
2634  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
2635  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
2636  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
2637  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
2638  *
2639  * Examples:
2640  *
2641  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
2642  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
2643  *      Used in dmu_offset_next().
2644  *
2645  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
2646  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
2647  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
2648  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
2649  *      Used in dmu_object_next().
2650  *
2651  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
2652  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
2653  *      Used in dmu_object_alloc().
2654  */
2655 int
2656 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2657     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2658 {
2659         uint64_t initial_offset = *offset;
2660         int lvl, maxlvl;
2661         int error = 0;
2662
2663         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2664                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2665
2666         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
2667                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2668                 goto out;
2669         }
2670
2671         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
2672                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
2673                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
2674                                 *offset = dn->dn_datablksz;
2675                 } else {
2676                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2677                 }
2678                 goto out;
2679         }
2680
2681         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2682
2683         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
2684                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2685                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2686                 if (error != ESRCH)
2687                         break;
2688         }
2689
2690         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
2691                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2692                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2693         }
2694
2695         /*
2696          * There's always a "virtual hole" at the end of the object, even
2697          * if all BP's which physically exist are non-holes.
2698          */
2699         if ((flags & DNODE_FIND_HOLE) && error == ESRCH && txg == 0 &&
2700             minlvl == 1 && blkfill == 1 && !(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS)) {
2701                 error = 0;
2702         }
2703
2704         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
2705             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
2706                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2707 out:
2708         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2709                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2710
2711         return (error);
2712 }
2713
2714 #if defined(_KERNEL)
2715 EXPORT_SYMBOL(dnode_hold);
2716 EXPORT_SYMBOL(dnode_rele);
2717 EXPORT_SYMBOL(dnode_set_nlevels);
2718 EXPORT_SYMBOL(dnode_set_blksz);
2719 EXPORT_SYMBOL(dnode_free_range);
2720 EXPORT_SYMBOL(dnode_evict_dbufs);
2721 EXPORT_SYMBOL(dnode_evict_bonus);
2722 #endif
2723
2724 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, default_bs, INT, ZMOD_RW,
2725         "Default dnode block shift");
2726 ZFS_MODULE_PARAM(zfs, zfs_, default_ibs, INT, ZMOD_RW,
2727         "Default dnode indirect block shift");