]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - module/zfs/dnode.c
Illumos #4374
[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, 2014 by Delphix. All rights reserved.
24  */
25
26 #include <sys/zfs_context.h>
27 #include <sys/dbuf.h>
28 #include <sys/dnode.h>
29 #include <sys/dmu.h>
30 #include <sys/dmu_impl.h>
31 #include <sys/dmu_tx.h>
32 #include <sys/dmu_objset.h>
33 #include <sys/dsl_dir.h>
34 #include <sys/dsl_dataset.h>
35 #include <sys/spa.h>
36 #include <sys/zio.h>
37 #include <sys/dmu_zfetch.h>
38 #include <sys/range_tree.h>
39
40 static kmem_cache_t *dnode_cache;
41 /*
42  * Define DNODE_STATS to turn on statistic gathering. By default, it is only
43  * turned on when DEBUG is also defined.
44  */
45 #ifdef  DEBUG
46 #define DNODE_STATS
47 #endif  /* DEBUG */
48
49 #ifdef  DNODE_STATS
50 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    ((stat)++)
51 #else
52 #define DNODE_STAT_ADD(stat)                    /* nothing */
53 #endif  /* DNODE_STATS */
54
55 ASSERTV(static dnode_phys_t dnode_phys_zero);
56
57 int zfs_default_bs = SPA_MINBLOCKSHIFT;
58 int zfs_default_ibs = DN_MAX_INDBLKSHIFT;
59
60 #ifdef  _KERNEL
61 static kmem_cbrc_t dnode_move(void *, void *, size_t, void *);
62 #endif /* _KERNEL */
63
64 /* ARGSUSED */
65 static int
66 dnode_cons(void *arg, void *unused, int kmflag)
67 {
68         dnode_t *dn = arg;
69         int i;
70
71         rw_init(&dn->dn_struct_rwlock, NULL, RW_DEFAULT, NULL);
72         mutex_init(&dn->dn_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
73         mutex_init(&dn->dn_dbufs_mtx, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
74         cv_init(&dn->dn_notxholds, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
75
76         /*
77          * Every dbuf has a reference, and dropping a tracked reference is
78          * O(number of references), so don't track dn_holds.
79          */
80         refcount_create_untracked(&dn->dn_holds);
81         refcount_create(&dn->dn_tx_holds);
82         list_link_init(&dn->dn_link);
83
84         bzero(&dn->dn_next_nblkptr[0], sizeof (dn->dn_next_nblkptr));
85         bzero(&dn->dn_next_nlevels[0], sizeof (dn->dn_next_nlevels));
86         bzero(&dn->dn_next_indblkshift[0], sizeof (dn->dn_next_indblkshift));
87         bzero(&dn->dn_next_bonustype[0], sizeof (dn->dn_next_bonustype));
88         bzero(&dn->dn_rm_spillblk[0], sizeof (dn->dn_rm_spillblk));
89         bzero(&dn->dn_next_bonuslen[0], sizeof (dn->dn_next_bonuslen));
90         bzero(&dn->dn_next_blksz[0], sizeof (dn->dn_next_blksz));
91
92         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
93                 list_link_init(&dn->dn_dirty_link[i]);
94                 dn->dn_free_ranges[i] = NULL;
95                 list_create(&dn->dn_dirty_records[i],
96                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
97                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
98         }
99
100         dn->dn_allocated_txg = 0;
101         dn->dn_free_txg = 0;
102         dn->dn_assigned_txg = 0;
103         dn->dn_dirtyctx = 0;
104         dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
105         dn->dn_bonus = NULL;
106         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
107         dn->dn_zio = NULL;
108         dn->dn_oldused = 0;
109         dn->dn_oldflags = 0;
110         dn->dn_olduid = 0;
111         dn->dn_oldgid = 0;
112         dn->dn_newuid = 0;
113         dn->dn_newgid = 0;
114         dn->dn_id_flags = 0;
115
116         dn->dn_dbufs_count = 0;
117         dn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
118         list_create(&dn->dn_dbufs, sizeof (dmu_buf_impl_t),
119             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
120
121         dn->dn_moved = 0;
122         return (0);
123 }
124
125 /* ARGSUSED */
126 static void
127 dnode_dest(void *arg, void *unused)
128 {
129         int i;
130         dnode_t *dn = arg;
131
132         rw_destroy(&dn->dn_struct_rwlock);
133         mutex_destroy(&dn->dn_mtx);
134         mutex_destroy(&dn->dn_dbufs_mtx);
135         cv_destroy(&dn->dn_notxholds);
136         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
137         refcount_destroy(&dn->dn_tx_holds);
138         ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_link));
139
140         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
141                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
142                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
143                 list_destroy(&dn->dn_dirty_records[i]);
144                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
145                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
146                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
147                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
148                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
149                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
150                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
151         }
152
153         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
154         ASSERT0(dn->dn_free_txg);
155         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
156         ASSERT0(dn->dn_dirtyctx);
157         ASSERT3P(dn->dn_dirtyctx_firstset, ==, NULL);
158         ASSERT3P(dn->dn_bonus, ==, NULL);
159         ASSERT(!dn->dn_have_spill);
160         ASSERT3P(dn->dn_zio, ==, NULL);
161         ASSERT0(dn->dn_oldused);
162         ASSERT0(dn->dn_oldflags);
163         ASSERT0(dn->dn_olduid);
164         ASSERT0(dn->dn_oldgid);
165         ASSERT0(dn->dn_newuid);
166         ASSERT0(dn->dn_newgid);
167         ASSERT0(dn->dn_id_flags);
168
169         ASSERT0(dn->dn_dbufs_count);
170         ASSERT0(dn->dn_unlisted_l0_blkid);
171         list_destroy(&dn->dn_dbufs);
172 }
173
174 void
175 dnode_init(void)
176 {
177         ASSERT(dnode_cache == NULL);
178         dnode_cache = kmem_cache_create("dnode_t", sizeof (dnode_t),
179             0, dnode_cons, dnode_dest, NULL, NULL, NULL, 0);
180         kmem_cache_set_move(dnode_cache, dnode_move);
181 }
182
183 void
184 dnode_fini(void)
185 {
186         kmem_cache_destroy(dnode_cache);
187         dnode_cache = NULL;
188 }
189
190
191 #ifdef ZFS_DEBUG
192 void
193 dnode_verify(dnode_t *dn)
194 {
195         int drop_struct_lock = FALSE;
196
197         ASSERT(dn->dn_phys);
198         ASSERT(dn->dn_objset);
199         ASSERT(dn->dn_handle->dnh_dnode == dn);
200
201         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
202
203         if (!(zfs_flags & ZFS_DEBUG_DNODE_VERIFY))
204                 return;
205
206         if (!RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock)) {
207                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
208                 drop_struct_lock = TRUE;
209         }
210         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE || dn->dn_allocated_txg != 0) {
211                 int i;
212                 ASSERT3U(dn->dn_indblkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
213                 if (dn->dn_datablkshift) {
214                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, >=, SPA_MINBLOCKSHIFT);
215                         ASSERT3U(dn->dn_datablkshift, <=, SPA_MAXBLOCKSHIFT);
216                         ASSERT3U(1<<dn->dn_datablkshift, ==, dn->dn_datablksz);
217                 }
218                 ASSERT3U(dn->dn_nlevels, <=, 30);
219                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_type));
220                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, >=, 1);
221                 ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
222                 ASSERT3U(dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
223                 ASSERT3U(dn->dn_datablksz, ==,
224                     dn->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
225                 ASSERT3U(ISP2(dn->dn_datablksz), ==, dn->dn_datablkshift != 0);
226                 ASSERT3U((dn->dn_nblkptr - 1) * sizeof (blkptr_t) +
227                     dn->dn_bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
228                 for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
229                         ASSERT3U(dn->dn_next_nlevels[i], <=, dn->dn_nlevels);
230                 }
231         }
232         if (dn->dn_phys->dn_type != DMU_OT_NONE)
233                 ASSERT3U(dn->dn_phys->dn_nlevels, <=, dn->dn_nlevels);
234         ASSERT(DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object) || dn->dn_dbuf != NULL);
235         if (dn->dn_dbuf != NULL) {
236                 ASSERT3P(dn->dn_phys, ==,
237                     (dnode_phys_t *)dn->dn_dbuf->db.db_data +
238                     (dn->dn_object % (dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT)));
239         }
240         if (drop_struct_lock)
241                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
242 }
243 #endif
244
245 void
246 dnode_byteswap(dnode_phys_t *dnp)
247 {
248         uint64_t *buf64 = (void*)&dnp->dn_blkptr;
249         int i;
250
251         if (dnp->dn_type == DMU_OT_NONE) {
252                 bzero(dnp, sizeof (dnode_phys_t));
253                 return;
254         }
255
256         dnp->dn_datablkszsec = BSWAP_16(dnp->dn_datablkszsec);
257         dnp->dn_bonuslen = BSWAP_16(dnp->dn_bonuslen);
258         dnp->dn_maxblkid = BSWAP_64(dnp->dn_maxblkid);
259         dnp->dn_used = BSWAP_64(dnp->dn_used);
260
261         /*
262          * dn_nblkptr is only one byte, so it's OK to read it in either
263          * byte order.  We can't read dn_bouslen.
264          */
265         ASSERT(dnp->dn_indblkshift <= SPA_MAXBLOCKSHIFT);
266         ASSERT(dnp->dn_nblkptr <= DN_MAX_NBLKPTR);
267         for (i = 0; i < dnp->dn_nblkptr * sizeof (blkptr_t)/8; i++)
268                 buf64[i] = BSWAP_64(buf64[i]);
269
270         /*
271          * OK to check dn_bonuslen for zero, because it won't matter if
272          * we have the wrong byte order.  This is necessary because the
273          * dnode dnode is smaller than a regular dnode.
274          */
275         if (dnp->dn_bonuslen != 0) {
276                 /*
277                  * Note that the bonus length calculated here may be
278                  * longer than the actual bonus buffer.  This is because
279                  * we always put the bonus buffer after the last block
280                  * pointer (instead of packing it against the end of the
281                  * dnode buffer).
282                  */
283                 int off = (dnp->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
284                 size_t len = DN_MAX_BONUSLEN - off;
285                 dmu_object_byteswap_t byteswap;
286                 ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dnp->dn_bonustype));
287                 byteswap = DMU_OT_BYTESWAP(dnp->dn_bonustype);
288                 dmu_ot_byteswap[byteswap].ob_func(dnp->dn_bonus + off, len);
289         }
290
291         /* Swap SPILL block if we have one */
292         if (dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR)
293                 byteswap_uint64_array(&dnp->dn_spill, sizeof (blkptr_t));
294
295 }
296
297 void
298 dnode_buf_byteswap(void *vbuf, size_t size)
299 {
300         dnode_phys_t *buf = vbuf;
301         int i;
302
303         ASSERT3U(sizeof (dnode_phys_t), ==, (1<<DNODE_SHIFT));
304         ASSERT((size & (sizeof (dnode_phys_t)-1)) == 0);
305
306         size >>= DNODE_SHIFT;
307         for (i = 0; i < size; i++) {
308                 dnode_byteswap(buf);
309                 buf++;
310         }
311 }
312
313 void
314 dnode_setbonuslen(dnode_t *dn, int newsize, dmu_tx_t *tx)
315 {
316         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
317
318         dnode_setdirty(dn, tx);
319         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
320         ASSERT3U(newsize, <=, DN_MAX_BONUSLEN -
321             (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t));
322         dn->dn_bonuslen = newsize;
323         if (newsize == 0)
324                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = DN_ZERO_BONUSLEN;
325         else
326                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
327         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
328 }
329
330 void
331 dnode_setbonus_type(dnode_t *dn, dmu_object_type_t newtype, dmu_tx_t *tx)
332 {
333         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
334         dnode_setdirty(dn, tx);
335         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
336         dn->dn_bonustype = newtype;
337         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
338         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
339 }
340
341 void
342 dnode_rm_spill(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
343 {
344         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), >=, 1);
345         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
346         dnode_setdirty(dn, tx);
347         dn->dn_rm_spillblk[tx->tx_txg&TXG_MASK] = DN_KILL_SPILLBLK;
348         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
349 }
350
351 static void
352 dnode_setdblksz(dnode_t *dn, int size)
353 {
354         ASSERT0(P2PHASE(size, SPA_MINBLOCKSIZE));
355         ASSERT3U(size, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
356         ASSERT3U(size, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
357         ASSERT3U(size >> SPA_MINBLOCKSHIFT, <,
358             1<<(sizeof (dn->dn_phys->dn_datablkszsec) * 8));
359         dn->dn_datablksz = size;
360         dn->dn_datablkszsec = size >> SPA_MINBLOCKSHIFT;
361         dn->dn_datablkshift = ISP2(size) ? highbit64(size - 1) : 0;
362 }
363
364 static dnode_t *
365 dnode_create(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, dmu_buf_impl_t *db,
366     uint64_t object, dnode_handle_t *dnh)
367 {
368         dnode_t *dn = kmem_cache_alloc(dnode_cache, KM_PUSHPAGE);
369
370         ASSERT(!POINTER_IS_VALID(dn->dn_objset));
371         dn->dn_moved = 0;
372
373         /*
374          * Defer setting dn_objset until the dnode is ready to be a candidate
375          * for the dnode_move() callback.
376          */
377         dn->dn_object = object;
378         dn->dn_dbuf = db;
379         dn->dn_handle = dnh;
380         dn->dn_phys = dnp;
381
382         if (dnp->dn_datablkszsec) {
383                 dnode_setdblksz(dn, dnp->dn_datablkszsec << SPA_MINBLOCKSHIFT);
384         } else {
385                 dn->dn_datablksz = 0;
386                 dn->dn_datablkszsec = 0;
387                 dn->dn_datablkshift = 0;
388         }
389         dn->dn_indblkshift = dnp->dn_indblkshift;
390         dn->dn_nlevels = dnp->dn_nlevels;
391         dn->dn_type = dnp->dn_type;
392         dn->dn_nblkptr = dnp->dn_nblkptr;
393         dn->dn_checksum = dnp->dn_checksum;
394         dn->dn_compress = dnp->dn_compress;
395         dn->dn_bonustype = dnp->dn_bonustype;
396         dn->dn_bonuslen = dnp->dn_bonuslen;
397         dn->dn_maxblkid = dnp->dn_maxblkid;
398         dn->dn_have_spill = ((dnp->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) != 0);
399         dn->dn_id_flags = 0;
400
401         dmu_zfetch_init(&dn->dn_zfetch, dn);
402
403         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(dn->dn_phys->dn_type));
404
405         mutex_enter(&os->os_lock);
406         list_insert_head(&os->os_dnodes, dn);
407         membar_producer();
408         /*
409          * Everything else must be valid before assigning dn_objset makes the
410          * dnode eligible for dnode_move().
411          */
412         dn->dn_objset = os;
413         mutex_exit(&os->os_lock);
414
415         arc_space_consume(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
416         return (dn);
417 }
418
419 /*
420  * Caller must be holding the dnode handle, which is released upon return.
421  */
422 static void
423 dnode_destroy(dnode_t *dn)
424 {
425         objset_t *os = dn->dn_objset;
426
427         ASSERT((dn->dn_id_flags & DN_ID_NEW_EXIST) == 0);
428
429         mutex_enter(&os->os_lock);
430         POINTER_INVALIDATE(&dn->dn_objset);
431         list_remove(&os->os_dnodes, dn);
432         mutex_exit(&os->os_lock);
433
434         /* the dnode can no longer move, so we can release the handle */
435         zrl_remove(&dn->dn_handle->dnh_zrlock);
436
437         dn->dn_allocated_txg = 0;
438         dn->dn_free_txg = 0;
439         dn->dn_assigned_txg = 0;
440
441         dn->dn_dirtyctx = 0;
442         if (dn->dn_dirtyctx_firstset != NULL) {
443                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
444                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
445         }
446         if (dn->dn_bonus != NULL) {
447                 mutex_enter(&dn->dn_bonus->db_mtx);
448                 dbuf_evict(dn->dn_bonus);
449                 dn->dn_bonus = NULL;
450         }
451         dn->dn_zio = NULL;
452
453         dn->dn_have_spill = B_FALSE;
454         dn->dn_oldused = 0;
455         dn->dn_oldflags = 0;
456         dn->dn_olduid = 0;
457         dn->dn_oldgid = 0;
458         dn->dn_newuid = 0;
459         dn->dn_newgid = 0;
460         dn->dn_id_flags = 0;
461         dn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
462
463         dmu_zfetch_rele(&dn->dn_zfetch);
464         kmem_cache_free(dnode_cache, dn);
465         arc_space_return(sizeof (dnode_t), ARC_SPACE_OTHER);
466 }
467
468 void
469 dnode_allocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize, int ibs,
470     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
471 {
472         int i;
473
474         if (blocksize == 0)
475                 blocksize = 1 << zfs_default_bs;
476         else if (blocksize > SPA_MAXBLOCKSIZE)
477                 blocksize = SPA_MAXBLOCKSIZE;
478         else
479                 blocksize = P2ROUNDUP(blocksize, SPA_MINBLOCKSIZE);
480
481         if (ibs == 0)
482                 ibs = zfs_default_ibs;
483
484         ibs = MIN(MAX(ibs, DN_MIN_INDBLKSHIFT), DN_MAX_INDBLKSHIFT);
485
486         dprintf("os=%p obj=%llu txg=%llu blocksize=%d ibs=%d\n", dn->dn_objset,
487             dn->dn_object, tx->tx_txg, blocksize, ibs);
488
489         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
490         ASSERT(bcmp(dn->dn_phys, &dnode_phys_zero, sizeof (dnode_phys_t)) == 0);
491         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type == DMU_OT_NONE);
492         ASSERT(ot != DMU_OT_NONE);
493         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(ot));
494         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
495             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0) ||
496             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0));
497         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
498         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
499         ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_NONE);
500         ASSERT0(dn->dn_maxblkid);
501         ASSERT0(dn->dn_allocated_txg);
502         ASSERT0(dn->dn_assigned_txg);
503         ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
504         ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), <=, 1);
505         ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dbufs), ==, NULL);
506
507         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
508                 ASSERT0(dn->dn_next_nblkptr[i]);
509                 ASSERT0(dn->dn_next_nlevels[i]);
510                 ASSERT0(dn->dn_next_indblkshift[i]);
511                 ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[i]);
512                 ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[i]);
513                 ASSERT0(dn->dn_rm_spillblk[i]);
514                 ASSERT0(dn->dn_next_blksz[i]);
515                 ASSERT(!list_link_active(&dn->dn_dirty_link[i]));
516                 ASSERT3P(list_head(&dn->dn_dirty_records[i]), ==, NULL);
517                 ASSERT3P(dn->dn_free_ranges[i], ==, NULL);
518         }
519
520         dn->dn_type = ot;
521         dnode_setdblksz(dn, blocksize);
522         dn->dn_indblkshift = ibs;
523         dn->dn_nlevels = 1;
524         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
525                 dn->dn_nblkptr = 1;
526         else
527                 dn->dn_nblkptr = 1 +
528                     ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
529         dn->dn_bonustype = bonustype;
530         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
531         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
532         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
533         dn->dn_dirtyctx = 0;
534
535         dn->dn_free_txg = 0;
536         if (dn->dn_dirtyctx_firstset) {
537                 kmem_free(dn->dn_dirtyctx_firstset, 1);
538                 dn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
539         }
540
541         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
542         dn->dn_id_flags = 0;
543
544         dnode_setdirty(dn, tx);
545         dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg & TXG_MASK] = ibs;
546         dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonuslen;
547         dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_bonustype;
548         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg & TXG_MASK] = dn->dn_datablksz;
549 }
550
551 void
552 dnode_reallocate(dnode_t *dn, dmu_object_type_t ot, int blocksize,
553     dmu_object_type_t bonustype, int bonuslen, dmu_tx_t *tx)
554 {
555         int nblkptr;
556
557         ASSERT3U(blocksize, >=, SPA_MINBLOCKSIZE);
558         ASSERT3U(blocksize, <=, SPA_MAXBLOCKSIZE);
559         ASSERT0(blocksize % SPA_MINBLOCKSIZE);
560         ASSERT(dn->dn_object != DMU_META_DNODE_OBJECT || dmu_tx_private_ok(tx));
561         ASSERT(tx->tx_txg != 0);
562         ASSERT((bonustype == DMU_OT_NONE && bonuslen == 0) ||
563             (bonustype != DMU_OT_NONE && bonuslen != 0) ||
564             (bonustype == DMU_OT_SA && bonuslen == 0));
565         ASSERT(DMU_OT_IS_VALID(bonustype));
566         ASSERT3U(bonuslen, <=, DN_MAX_BONUSLEN);
567
568         /* clean up any unreferenced dbufs */
569         dnode_evict_dbufs(dn);
570
571         dn->dn_id_flags = 0;
572
573         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
574         dnode_setdirty(dn, tx);
575         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
576                 /* change blocksize */
577                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
578                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
579                     dnode_block_freed(dn, 0)));
580                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
581                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
582         }
583         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
584                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
585
586         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
587                 nblkptr = 1;
588         else
589                 nblkptr = 1 + ((DN_MAX_BONUSLEN - bonuslen) >> SPA_BLKPTRSHIFT);
590         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
591                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonustype;
592         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
593                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
594         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
595                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
596                 dnode_rm_spill(dn, tx);
597         }
598         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
599
600         /* change type */
601         dn->dn_type = ot;
602
603         /* change bonus size and type */
604         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
605         dn->dn_bonustype = bonustype;
606         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
607         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
608         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
609         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
610         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
611
612         /* fix up the bonus db_size */
613         if (dn->dn_bonus) {
614                 dn->dn_bonus->db.db_size =
615                     DN_MAX_BONUSLEN - (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
616                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
617         }
618
619         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
620         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
621 }
622
623 #ifdef  _KERNEL
624 #ifdef  DNODE_STATS
625 static struct {
626         uint64_t dms_dnode_invalid;
627         uint64_t dms_dnode_recheck1;
628         uint64_t dms_dnode_recheck2;
629         uint64_t dms_dnode_special;
630         uint64_t dms_dnode_handle;
631         uint64_t dms_dnode_rwlock;
632         uint64_t dms_dnode_active;
633 } dnode_move_stats;
634 #endif  /* DNODE_STATS */
635
636 static void
637 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
638 {
639         int i;
640
641         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
642         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
643         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
644         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_zfetch.zf_rwlock));
645
646         /* Copy fields. */
647         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
648         ndn->dn_object = odn->dn_object;
649         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
650         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
651         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
652         ndn->dn_type = odn->dn_type;
653         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
654         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
655         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
656         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
657         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
658         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
659         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
660         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
661         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
662         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
663         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
664         bcopy(&odn->dn_next_nblkptr[0], &ndn->dn_next_nblkptr[0],
665             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
666         bcopy(&odn->dn_next_nlevels[0], &ndn->dn_next_nlevels[0],
667             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
668         bcopy(&odn->dn_next_indblkshift[0], &ndn->dn_next_indblkshift[0],
669             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
670         bcopy(&odn->dn_next_bonustype[0], &ndn->dn_next_bonustype[0],
671             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
672         bcopy(&odn->dn_rm_spillblk[0], &ndn->dn_rm_spillblk[0],
673             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
674         bcopy(&odn->dn_next_bonuslen[0], &ndn->dn_next_bonuslen[0],
675             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
676         bcopy(&odn->dn_next_blksz[0], &ndn->dn_next_blksz[0],
677             sizeof (odn->dn_next_blksz));
678         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
679                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
680                     &odn->dn_dirty_records[i]);
681         }
682         bcopy(&odn->dn_free_ranges[0], &ndn->dn_free_ranges[0],
683             sizeof (odn->dn_free_ranges));
684         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
685         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
686         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
687         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
688         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
689         ASSERT(refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
690         refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
691         ASSERT(list_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
692         list_move_tail(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
693         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
694         ndn->dn_unlisted_l0_blkid = odn->dn_unlisted_l0_blkid;
695         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
696         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
697         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
698         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
699         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
700         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
701         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
702         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
703         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
704         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
705         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, NULL);
706         list_move_tail(&ndn->dn_zfetch.zf_stream, &odn->dn_zfetch.zf_stream);
707         ndn->dn_zfetch.zf_dnode = odn->dn_zfetch.zf_dnode;
708         ndn->dn_zfetch.zf_stream_cnt = odn->dn_zfetch.zf_stream_cnt;
709         ndn->dn_zfetch.zf_alloc_fail = odn->dn_zfetch.zf_alloc_fail;
710
711         /*
712          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
713          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
714          */
715         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
716         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
717         if (ndn->dn_zfetch.zf_dnode == odn) {
718                 ndn->dn_zfetch.zf_dnode = ndn;
719         }
720
721         /*
722          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
723          */
724         odn->dn_dbuf = NULL;
725         odn->dn_handle = NULL;
726         list_create(&odn->dn_dbufs, sizeof (dmu_buf_impl_t),
727             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
728         odn->dn_dbufs_count = 0;
729         odn->dn_unlisted_l0_blkid = 0;
730         odn->dn_bonus = NULL;
731         odn->dn_zfetch.zf_dnode = NULL;
732
733         /*
734          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
735          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
736          */
737         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
738
739         /*
740          * Satisfy the destructor.
741          */
742         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
743                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
744                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
745                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
746                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
747                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
748                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
749                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
750                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
751                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
752                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
753         }
754         odn->dn_allocated_txg = 0;
755         odn->dn_free_txg = 0;
756         odn->dn_assigned_txg = 0;
757         odn->dn_dirtyctx = 0;
758         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
759         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
760         odn->dn_zio = NULL;
761         odn->dn_oldused = 0;
762         odn->dn_oldflags = 0;
763         odn->dn_olduid = 0;
764         odn->dn_oldgid = 0;
765         odn->dn_newuid = 0;
766         odn->dn_newgid = 0;
767         odn->dn_id_flags = 0;
768
769         /*
770          * Mark the dnode.
771          */
772         ndn->dn_moved = 1;
773         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
774 }
775
776 /*ARGSUSED*/
777 static kmem_cbrc_t
778 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
779 {
780         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
781         objset_t *os;
782         int64_t refcount;
783         uint32_t dbufs;
784
785         /*
786          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
787          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
788          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
789          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
790          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
791          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
792          * function.
793          */
794         os = odn->dn_objset;
795         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
796                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_invalid);
797                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
798         }
799
800         /*
801          * Ensure that the objset does not go away during the move.
802          */
803         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
804         if (os != odn->dn_objset) {
805                 rw_exit(&os_lock);
806                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck1);
807                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
808         }
809
810         /*
811          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
812          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
813          * ensure that the objset remains in use.
814          */
815         mutex_enter(&os->os_lock);
816
817         /*
818          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
819          * acquiring the lock.
820          */
821         if (os != odn->dn_objset) {
822                 mutex_exit(&os->os_lock);
823                 rw_exit(&os_lock);
824                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_recheck2);
825                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
826         }
827
828         /*
829          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
830          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
831          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
832          * on its list.
833          */
834         rw_exit(&os_lock);
835         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
836                 mutex_exit(&os->os_lock);
837                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_special);
838                 return (KMEM_CBRC_NO);
839         }
840         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
841
842         /*
843          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
844          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
845          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
846          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
847          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
848          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
849          */
850         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
851                 mutex_exit(&os->os_lock);
852                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_handle);
853                 return (KMEM_CBRC_LATER);
854         }
855
856         /*
857          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
858          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
859          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
860          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
861          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
862          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
863          * progress.
864          */
865         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
866                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
867                 mutex_exit(&os->os_lock);
868                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_rwlock);
869                 return (KMEM_CBRC_LATER);
870         }
871
872         /*
873          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
874          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
875          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
876          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
877          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
878          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
879          * removal is blocked until the move completes.
880          */
881         refcount = refcount_count(&odn->dn_holds);
882         ASSERT(refcount >= 0);
883         dbufs = odn->dn_dbufs_count;
884
885         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
886         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
887         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
888             uint32_t, dbufs);
889
890         if (refcount > dbufs) {
891                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
892                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
893                 mutex_exit(&os->os_lock);
894                 DNODE_STAT_ADD(dnode_move_stats.dms_dnode_active);
895                 return (KMEM_CBRC_LATER);
896         }
897
898         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
899
900         /*
901          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
902          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
903          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
904          */
905         dnode_move_impl(odn, ndn);
906
907         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
908         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
909         ASSERT(refcount == refcount_count(&ndn->dn_holds));
910         ASSERT(dbufs == ndn->dn_dbufs_count);
911         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
912         mutex_exit(&os->os_lock);
913
914         return (KMEM_CBRC_YES);
915 }
916 #endif  /* _KERNEL */
917
918 void
919 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
920 {
921         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
922
923         /*
924          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
925          * only happen if the arc is asyncronously evicting state that
926          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
927          * dnode.
928          */
929         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
930                 delay(1);
931         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
932         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
933         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
934         dnh->dnh_dnode = NULL;
935 }
936
937 dnode_t *
938 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
939     dnode_handle_t *dnh)
940 {
941         dnode_t *dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
942         dnh->dnh_dnode = dn;
943         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
944         DNODE_VERIFY(dn);
945         return (dn);
946 }
947
948 static void
949 dnode_buf_pageout(dmu_buf_t *db, void *arg)
950 {
951         dnode_children_t *children_dnodes = arg;
952         int i;
953         int epb = db->db_size >> DNODE_SHIFT;
954
955         ASSERT(epb == children_dnodes->dnc_count);
956
957         for (i = 0; i < epb; i++) {
958                 dnode_handle_t *dnh = &children_dnodes->dnc_children[i];
959                 dnode_t *dn;
960
961                 /*
962                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
963                  * another valid address, so there is no need here to guard
964                  * against changes to or from NULL.
965                  */
966                 if (dnh->dnh_dnode == NULL) {
967                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
968                         continue;
969                 }
970
971                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
972                 dn = dnh->dnh_dnode;
973                 /*
974                  * If there are holds on this dnode, then there should
975                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
976                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
977                  * would not have been called.
978                  */
979                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
980                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
981
982                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
983                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
984                 dnh->dnh_dnode = NULL;
985         }
986         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
987             (epb - 1) * sizeof (dnode_handle_t));
988 }
989
990 /*
991  * errors:
992  * EINVAL - invalid object number.
993  * EIO - i/o error.
994  * succeeds even for free dnodes.
995  */
996 int
997 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag,
998     void *tag, dnode_t **dnp)
999 {
1000         int epb, idx, err;
1001         int drop_struct_lock = FALSE;
1002         int type;
1003         uint64_t blk;
1004         dnode_t *mdn, *dn;
1005         dmu_buf_impl_t *db;
1006         dnode_children_t *children_dnodes;
1007         dnode_handle_t *dnh;
1008
1009         /*
1010          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1011          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1012          * which may require us to read from the root filesystem while
1013          * holding some (not all) of the locks as writer.
1014          */
1015         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1016             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1017             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1018
1019         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT) {
1020                 dn = (object == DMU_USERUSED_OBJECT) ?
1021                     DMU_USERUSED_DNODE(os) : DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1022                 if (dn == NULL)
1023                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1024                 type = dn->dn_type;
1025                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1026                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1027                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1028                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1029                 DNODE_VERIFY(dn);
1030                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1031                 *dnp = dn;
1032                 return (0);
1033         }
1034
1035         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1036                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1037
1038         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1039         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1040
1041         DNODE_VERIFY(mdn);
1042
1043         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1044                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1045                 drop_struct_lock = TRUE;
1046         }
1047
1048         blk = dbuf_whichblock(mdn, object * sizeof (dnode_phys_t));
1049
1050         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1051         if (drop_struct_lock)
1052                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1053         if (db == NULL)
1054                 return (SET_ERROR(EIO));
1055         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL);
1056         if (err) {
1057                 dbuf_rele(db, FTAG);
1058                 return (err);
1059         }
1060
1061         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1062         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1063
1064         idx = object & (epb-1);
1065
1066         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1067         children_dnodes = dmu_buf_get_user(&db->db);
1068         if (children_dnodes == NULL) {
1069                 int i;
1070                 dnode_children_t *winner;
1071                 children_dnodes = kmem_alloc(sizeof (dnode_children_t) +
1072                     (epb - 1) * sizeof (dnode_handle_t),
1073                     KM_PUSHPAGE | KM_NODEBUG);
1074                 children_dnodes->dnc_count = epb;
1075                 dnh = &children_dnodes->dnc_children[0];
1076                 for (i = 0; i < epb; i++) {
1077                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1078                         dnh[i].dnh_dnode = NULL;
1079                 }
1080                 if ((winner = dmu_buf_set_user(&db->db, children_dnodes, NULL,
1081                     dnode_buf_pageout))) {
1082                         kmem_free(children_dnodes, sizeof (dnode_children_t) +
1083                             (epb - 1) * sizeof (dnode_handle_t));
1084                         children_dnodes = winner;
1085                 }
1086         }
1087         ASSERT(children_dnodes->dnc_count == epb);
1088
1089         dnh = &children_dnodes->dnc_children[idx];
1090         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1091         if ((dn = dnh->dnh_dnode) == NULL) {
1092                 dnode_phys_t *phys = (dnode_phys_t *)db->db.db_data+idx;
1093                 dnode_t *winner;
1094
1095                 dn = dnode_create(os, phys, db, object, dnh);
1096                 winner = atomic_cas_ptr(&dnh->dnh_dnode, NULL, dn);
1097                 if (winner != NULL) {
1098                         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1099                         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1100                         dn = winner;
1101                 }
1102         }
1103
1104         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1105         type = dn->dn_type;
1106         if (dn->dn_free_txg ||
1107             ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE) ||
1108             ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) &&
1109             (type != DMU_OT_NONE || !refcount_is_zero(&dn->dn_holds)))) {
1110                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1111                 zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1112                 dbuf_rele(db, FTAG);
1113                 return (type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST);
1114         }
1115         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1116
1117         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1118                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1119         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1120         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1121
1122         DNODE_VERIFY(dn);
1123         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1124         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1125         dbuf_rele(db, FTAG);
1126
1127         *dnp = dn;
1128         return (0);
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1133  */
1134 int
1135 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
1136 {
1137         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, tag, dnp));
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Can only add a reference if there is already at least one
1142  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1143  * new reference.
1144  */
1145 boolean_t
1146 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
1147 {
1148         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1149         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1150                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1151                 return (FALSE);
1152         }
1153         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1154         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1155         return (TRUE);
1156 }
1157
1158 void
1159 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
1160 {
1161         uint64_t refs;
1162         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1163         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1164         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1165
1166         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1167         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1168         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1169
1170         /*
1171          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1172          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1173          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1174          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1175          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1176          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1177          * handle.
1178          */
1179         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1180
1181         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1182         if (refs == 0 && db != NULL) {
1183                 /*
1184                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1185                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1186                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1187                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1188                  * that the handle has zero references, but that will be
1189                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1190                  */
1191                 dbuf_rele(db, dnh);
1192         }
1193 }
1194
1195 void
1196 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1197 {
1198         objset_t *os = dn->dn_objset;
1199         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1200
1201         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1202                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1203                 return;
1204         }
1205
1206         DNODE_VERIFY(dn);
1207
1208 #ifdef ZFS_DEBUG
1209         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1210         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1211         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1212         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1213 #endif
1214
1215         /*
1216          * Determine old uid/gid when necessary
1217          */
1218         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1219
1220         mutex_enter(&os->os_lock);
1221
1222         /*
1223          * If we are already marked dirty, we're done.
1224          */
1225         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1226                 mutex_exit(&os->os_lock);
1227                 return;
1228         }
1229
1230         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) || list_head(&dn->dn_dbufs));
1231         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1232         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK]);
1233         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK]);
1234         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg&TXG_MASK]);
1235
1236         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1237             dn->dn_object, txg);
1238
1239         if (dn->dn_free_txg > 0 && dn->dn_free_txg <= txg) {
1240                 list_insert_tail(&os->os_free_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
1241         } else {
1242                 list_insert_tail(&os->os_dirty_dnodes[txg&TXG_MASK], dn);
1243         }
1244
1245         mutex_exit(&os->os_lock);
1246
1247         /*
1248          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1249          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1250          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1251          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1252          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1253          * dnode will hang around after we finish processing its
1254          * children.
1255          */
1256         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1257
1258         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1259
1260         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1261 }
1262
1263 void
1264 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1265 {
1266         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1267
1268         dprintf("dn=%p txg=%llu\n", dn, tx->tx_txg);
1269
1270         /* we should be the only holder... hopefully */
1271         /* ASSERT3U(refcount_count(&dn->dn_holds), ==, 1); */
1272
1273         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1274         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1275                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1276                 return;
1277         }
1278         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1279         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1280
1281         /*
1282          * If the dnode is already dirty, it needs to be moved from
1283          * the dirty list to the free list.
1284          */
1285         mutex_enter(&dn->dn_objset->os_lock);
1286         if (list_link_active(&dn->dn_dirty_link[txgoff])) {
1287                 list_remove(&dn->dn_objset->os_dirty_dnodes[txgoff], dn);
1288                 list_insert_tail(&dn->dn_objset->os_free_dnodes[txgoff], dn);
1289                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
1290         } else {
1291                 mutex_exit(&dn->dn_objset->os_lock);
1292                 dnode_setdirty(dn, tx);
1293         }
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1298  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1299  */
1300 int
1301 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1302 {
1303         dmu_buf_impl_t *db, *db_next;
1304         int err;
1305
1306         if (size == 0)
1307                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1308         if (size > SPA_MAXBLOCKSIZE)
1309                 size = SPA_MAXBLOCKSIZE;
1310         else
1311                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1312
1313         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1314                 ibs = 0;
1315
1316         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
1317                 return (0);
1318
1319         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1320
1321         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1322         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1323                 goto fail;
1324
1325         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1326         for (db = list_head(&dn->dn_dbufs); db; db = db_next) {
1327                 db_next = list_next(&dn->dn_dbufs, db);
1328
1329                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1330                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1331                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1332                         goto fail;
1333                 }
1334         }
1335         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1336
1337         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1338                 goto fail;
1339
1340         /* resize the old block */
1341         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FTAG, &db);
1342         if (err == 0)
1343                 dbuf_new_size(db, size, tx);
1344         else if (err != ENOENT)
1345                 goto fail;
1346
1347         dnode_setdblksz(dn, size);
1348         dnode_setdirty(dn, tx);
1349         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
1350         if (ibs) {
1351                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1352                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
1353         }
1354         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
1355         if (db)
1356                 dbuf_rele(db, FTAG);
1357
1358         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1359         return (0);
1360
1361 fail:
1362         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1363         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1364 }
1365
1366 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
1367 void
1368 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
1369 {
1370         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1371         int epbs, new_nlevels;
1372         uint64_t sz;
1373
1374         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1375
1376         ASSERT(have_read ?
1377             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
1378             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1379
1380         /*
1381          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
1382          * before upgrading to a write-lock.
1383          */
1384         if (have_read) {
1385                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1386                         return;
1387
1388                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1389                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1390                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1391                 }
1392         }
1393
1394         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1395                 goto out;
1396
1397         dn->dn_maxblkid = blkid;
1398
1399         /*
1400          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
1401          */
1402         new_nlevels = 1;
1403         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1404         for (sz = dn->dn_nblkptr;
1405             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
1406                 new_nlevels++;
1407
1408         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels) {
1409                 int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1410                 dmu_buf_impl_t *db;
1411                 list_t *list;
1412                 dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1413
1414                 dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1415
1416                 ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1417                 dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1418
1419                 /* dirty the left indirects */
1420                 db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1421                 ASSERT(db != NULL);
1422                 new = dbuf_dirty(db, tx);
1423                 dbuf_rele(db, FTAG);
1424
1425                 /* transfer the dirty records to the new indirect */
1426                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1427                 mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1428                 list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1429                 for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1430                         dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1431                         if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
1432                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1433                             dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1434                                 ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
1435                                 list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1436                                 list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1437                                 dr->dr_parent = new;
1438                         }
1439                 }
1440                 mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1441                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1442         }
1443
1444 out:
1445         if (have_read)
1446                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
1447 }
1448
1449 void
1450 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
1451 {
1452         dmu_buf_impl_t *db;
1453         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
1454         int blksz, blkshift, head, tail;
1455         int trunc = FALSE;
1456         int epbs;
1457
1458         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1459         blksz = dn->dn_datablksz;
1460         blkshift = dn->dn_datablkshift;
1461         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1462
1463         if (len == DMU_OBJECT_END) {
1464                 len = UINT64_MAX - off;
1465                 trunc = TRUE;
1466         }
1467
1468         /*
1469          * First, block align the region to free:
1470          */
1471         if (ISP2(blksz)) {
1472                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1473                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1474                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1475                         goto out;
1476         } else {
1477                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1478                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1479                         /*
1480                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
1481                          * Note that we won't dirty any indirect blocks,
1482                          * which is fine because we will be freeing the entire
1483                          * file and thus all indirect blocks will be freed
1484                          * by free_children().
1485                          */
1486                         blkid = 0;
1487                         nblks = 1;
1488                         goto done;
1489                 } else if (off >= blksz) {
1490                         /* Freeing past end-of-data */
1491                         goto out;
1492                 } else {
1493                         /* Freeing part of the block. */
1494                         head = blksz - off;
1495                         ASSERT3U(head, >, 0);
1496                 }
1497                 blkoff = off;
1498         }
1499         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1500         if (head) {
1501                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1502                 if (len < head)
1503                         head = len;
1504                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off), TRUE,
1505                     FTAG, &db) == 0) {
1506                         caddr_t data;
1507
1508                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1509                         if (db->db_last_dirty ||
1510                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1511                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1512                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1513                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1514                                 data = db->db.db_data;
1515                                 bzero(data + blkoff, head);
1516                         }
1517                         dbuf_rele(db, FTAG);
1518                 }
1519                 off += head;
1520                 len -= head;
1521         }
1522
1523         /* If the range was less than one block, we're done */
1524         if (len == 0)
1525                 goto out;
1526
1527         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1528         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1529                 goto out;
1530
1531         ASSERT(ISP2(blksz));
1532         if (trunc)
1533                 tail = 0;
1534         else
1535                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1536
1537         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
1538         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1539         if (tail) {
1540                 if (len < tail)
1541                         tail = len;
1542                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, off+len),
1543                     TRUE, FTAG, &db) == 0) {
1544                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1545                         if (db->db_last_dirty ||
1546                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1547                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1548                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1549                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1550                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1551                         }
1552                         dbuf_rele(db, FTAG);
1553                 }
1554                 len -= tail;
1555         }
1556
1557         /* If the range did not include a full block, we are done */
1558         if (len == 0)
1559                 goto out;
1560
1561         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
1562         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
1563         blkid = off >> blkshift;
1564         nblks = len >> blkshift;
1565         if (trunc)
1566                 nblks += 1;
1567
1568         /*
1569          * Dirty the first and last indirect blocks, as they (and/or their
1570          * parents) will need to be written out if they were only
1571          * partially freed.  Interior indirect blocks will be themselves freed,
1572          * by free_children(), so they need not be dirtied.  Note that these
1573          * interior blocks have already been prefetched by dmu_tx_hold_free().
1574          */
1575         if (dn->dn_nlevels > 1) {
1576                 uint64_t first, last;
1577
1578                 first = blkid >> epbs;
1579                 if ((db = dbuf_hold_level(dn, 1, first, FTAG))) {
1580                         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1581                         dbuf_rele(db, FTAG);
1582                 }
1583                 if (trunc)
1584                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
1585                 else
1586                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
1587                 if (last > first && (db = dbuf_hold_level(dn, 1, last, FTAG))) {
1588                         dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1589                         dbuf_rele(db, FTAG);
1590                 }
1591         }
1592
1593 done:
1594         /*
1595          * Add this range to the dnode range list.
1596          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
1597          */
1598         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1599         {
1600         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1601         if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
1602                 dn->dn_free_ranges[txgoff] =
1603                     range_tree_create(NULL, NULL, &dn->dn_mtx);
1604         }
1605         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
1606         range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
1607         }
1608         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
1609             blkid, nblks, tx->tx_txg);
1610         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1611
1612         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
1613         dnode_setdirty(dn, tx);
1614 out:
1615
1616         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1617 }
1618
1619 static boolean_t
1620 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
1621 {
1622         int i;
1623
1624         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1625         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1626                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
1627                         break;
1628         }
1629         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1630         return (i < TXG_SIZE);
1631 }
1632
1633 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
1634 uint64_t
1635 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
1636 {
1637         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
1638         int i;
1639
1640         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
1641                 return (FALSE);
1642
1643         /*
1644          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
1645          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
1646          */
1647         if (dp == NULL)
1648                 return (FALSE);
1649
1650         if (dn->dn_free_txg)
1651                 return (TRUE);
1652
1653         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
1654                 return (dnode_spill_freed(dn));
1655
1656         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1657         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
1658                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
1659                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
1660                         break;
1661         }
1662         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1663         return (i < TXG_SIZE);
1664 }
1665
1666 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
1667 void
1668 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
1669 {
1670         uint64_t space;
1671         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
1672             dn, dn->dn_phys,
1673             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
1674             (longlong_t)delta);
1675
1676         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1677         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
1678         if (delta > 0) {
1679                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
1680         } else {
1681                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
1682         }
1683         space += delta;
1684         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
1685                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
1686                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
1687                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
1688         } else {
1689                 dn->dn_phys->dn_used = space;
1690                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
1691         }
1692         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Call when we think we're going to write/free space in open context to track
1697  * the amount of memory in use by the currently open txg.
1698  */
1699 void
1700 dnode_willuse_space(dnode_t *dn, int64_t space, dmu_tx_t *tx)
1701 {
1702         objset_t *os = dn->dn_objset;
1703         dsl_dataset_t *ds = os->os_dsl_dataset;
1704         int64_t aspace = spa_get_asize(os->os_spa, space);
1705
1706         if (ds != NULL) {
1707                 dsl_dir_willuse_space(ds->ds_dir, aspace, tx);
1708                 dsl_pool_dirty_space(dmu_tx_pool(tx), space, tx);
1709         }
1710
1711         dmu_tx_willuse_space(tx, aspace);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
1716  * depending on 'flags'.
1717  *
1718  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
1719  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
1720  *
1721  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
1722  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
1723  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
1724  * block pointer we matched on (or dnode).
1725  *
1726  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
1727  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
1728  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
1729  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
1730  * level.
1731  */
1732 static int
1733 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1734         int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1735 {
1736         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
1737         void *data = NULL;
1738         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1739         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
1740         uint64_t minfill, maxfill;
1741         boolean_t hole;
1742         int i, inc, error, span;
1743
1744         dprintf("probing object %llu offset %llx level %d of %u\n",
1745             dn->dn_object, *offset, lvl, dn->dn_phys->dn_nlevels);
1746
1747         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
1748         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
1749         ASSERT(txg == 0 || !hole);
1750
1751         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
1752                 error = 0;
1753                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
1754                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
1755         } else {
1756                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, *offset) >> (epbs * lvl);
1757                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FTAG, &db);
1758                 if (error) {
1759                         if (error != ENOENT)
1760                                 return (error);
1761                         if (hole)
1762                                 return (0);
1763                         /*
1764                          * This can only happen when we are searching up
1765                          * the block tree for data.  We don't really need to
1766                          * adjust the offset, as we will just end up looking
1767                          * at the pointer to this block in its parent, and its
1768                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
1769                          */
1770                         return (SET_ERROR(ESRCH));
1771                 }
1772                 error = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT);
1773                 if (error) {
1774                         dbuf_rele(db, FTAG);
1775                         return (error);
1776                 }
1777                 data = db->db.db_data;
1778         }
1779
1780
1781         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
1782             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
1783             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1784                 /*
1785                  * This can only happen when we are searching up the tree
1786                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
1787                  */
1788                 error = SET_ERROR(ESRCH);
1789         } else if (lvl == 0) {
1790                 dnode_phys_t *dnp = data;
1791                 span = DNODE_SHIFT;
1792                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1793
1794                 for (i = (*offset >> span) & (blkfill - 1);
1795                     i >= 0 && i < blkfill; i += inc) {
1796                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
1797                                 break;
1798                         *offset += (1ULL << span) * inc;
1799                 }
1800                 if (i < 0 || i == blkfill)
1801                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1802         } else {
1803                 blkptr_t *bp = data;
1804                 uint64_t start = *offset;
1805                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
1806                 minfill = 0;
1807                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
1808
1809                 if (hole)
1810                         maxfill--;
1811                 else
1812                         minfill++;
1813
1814                 *offset = *offset >> span;
1815                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
1816                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
1817                         if (bp[i].blk_fill >= minfill &&
1818                             bp[i].blk_fill <= maxfill &&
1819                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
1820                                 break;
1821                         if (inc > 0 || *offset > 0)
1822                                 *offset += inc;
1823                 }
1824                 *offset = *offset << span;
1825                 if (inc < 0) {
1826                         /* traversing backwards; position offset at the end */
1827                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
1828                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
1829                 } else if (*offset < start) {
1830                         *offset = start;
1831                 }
1832                 if (i < 0 || i >= epb)
1833                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1834         }
1835
1836         if (db)
1837                 dbuf_rele(db, FTAG);
1838
1839         return (error);
1840 }
1841
1842 /*
1843  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
1844  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
1845  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
1846  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
1847  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
1848  *
1849  * Examples:
1850  *
1851  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
1852  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
1853  *      Used in dmu_offset_next().
1854  *
1855  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
1856  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
1857  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
1858  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
1859  *      Used in dmu_object_next().
1860  *
1861  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
1862  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
1863  *      Used in dmu_object_alloc().
1864  */
1865 int
1866 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
1867     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
1868 {
1869         uint64_t initial_offset = *offset;
1870         int lvl, maxlvl;
1871         int error = 0;
1872
1873         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1874                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1875
1876         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
1877                 error = SET_ERROR(ESRCH);
1878                 goto out;
1879         }
1880
1881         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
1882                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
1883                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
1884                                 *offset = dn->dn_datablksz;
1885                 } else {
1886                         error = SET_ERROR(ESRCH);
1887                 }
1888                 goto out;
1889         }
1890
1891         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
1892
1893         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
1894                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1895                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1896                 if (error != ESRCH)
1897                         break;
1898         }
1899
1900         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
1901                 error = dnode_next_offset_level(dn,
1902                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
1903         }
1904
1905         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
1906             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
1907                 error = SET_ERROR(ESRCH);
1908 out:
1909         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
1910                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1911
1912         return (error);
1913 }