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