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         refcount_create_untracked(&dn->dn_holds);
 129         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         refcount_destroy(&dn->dn_holds);
 188         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(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(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(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(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
 609         ASSERT3U(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
 680         dn_slots = dn_slots > 0 ? dn_slots : DNODE_MIN_SLOTS;
 681
 682         dnode_free_interior_slots(dn);
 683         DNODE_STAT_BUMP(dnode_reallocate);
 684
 685         /* clean up any unreferenced dbufs */
 686         dnode_evict_dbufs(dn);
 687
 688         dn->dn_id_flags = 0;
 689
 690         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
 691         dnode_setdirty(dn, tx);
 692         if (dn->dn_datablksz != blocksize) {
 693                 /* change blocksize */
 694                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0 &&
 695                     (BP_IS_HOLE(&dn->dn_phys->dn_blkptr[0]) ||
 696                     dnode_block_freed(dn, 0)));
 697                 dnode_setdblksz(dn, blocksize);
 698                 dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = blocksize;
 699         }
 700         if (dn->dn_bonuslen != bonuslen)
 701                 dn->dn_next_bonuslen[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonuslen;
 702
 703         if (bonustype == DMU_OT_SA) /* Maximize bonus space for SA */
 704                 nblkptr = 1;
 705         else
 706                 nblkptr = MIN(DN_MAX_NBLKPTR,
 707                     1 + ((DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn_slots) - bonuslen) >>
 708                     SPA_BLKPTRSHIFT));
 709         if (dn->dn_bonustype != bonustype)
 710                 dn->dn_next_bonustype[tx->tx_txg&TXG_MASK] = bonustype;
 711         if (dn->dn_nblkptr != nblkptr)
 712                 dn->dn_next_nblkptr[tx->tx_txg&TXG_MASK] = nblkptr;
 713         if (dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_SPILL_BLKPTR) {
 714                 dbuf_rm_spill(dn, tx);
 715                 dnode_rm_spill(dn, tx);
 716         }
 717         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
 718
 719         /* change type */
 720         dn->dn_type = ot;
 721
 722         /* change bonus size and type */
 723         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
 724         dn->dn_bonustype = bonustype;
 725         dn->dn_bonuslen = bonuslen;
 726         dn->dn_num_slots = dn_slots;
 727         dn->dn_nblkptr = nblkptr;
 728         dn->dn_checksum = ZIO_CHECKSUM_INHERIT;
 729         dn->dn_compress = ZIO_COMPRESS_INHERIT;
 730         ASSERT3U(dn->dn_nblkptr, <=, DN_MAX_NBLKPTR);
 731
 732         /* fix up the bonus db_size */
 733         if (dn->dn_bonus) {
 734                 dn->dn_bonus->db.db_size =
 735                     DN_SLOTS_TO_BONUSLEN(dn->dn_num_slots) -
 736                     (dn->dn_nblkptr-1) * sizeof (blkptr_t);
 737                 ASSERT(dn->dn_bonuslen <= dn->dn_bonus->db.db_size);
 738         }
 739
 740         dn->dn_allocated_txg = tx->tx_txg;
 741         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
 742 }
 743
 744 #ifdef  _KERNEL
 745 static void
 746 dnode_move_impl(dnode_t *odn, dnode_t *ndn)
 747 {
 748         int i;
 749
 750         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_struct_rwlock));
 751         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_mtx));
 752         ASSERT(MUTEX_NOT_HELD(&odn->dn_dbufs_mtx));
 753         ASSERT(!RW_LOCK_HELD(&odn->dn_zfetch.zf_rwlock));
 754
 755         /* Copy fields. */
 756         ndn->dn_objset = odn->dn_objset;
 757         ndn->dn_object = odn->dn_object;
 758         ndn->dn_dbuf = odn->dn_dbuf;
 759         ndn->dn_handle = odn->dn_handle;
 760         ndn->dn_phys = odn->dn_phys;
 761         ndn->dn_type = odn->dn_type;
 762         ndn->dn_bonuslen = odn->dn_bonuslen;
 763         ndn->dn_bonustype = odn->dn_bonustype;
 764         ndn->dn_nblkptr = odn->dn_nblkptr;
 765         ndn->dn_checksum = odn->dn_checksum;
 766         ndn->dn_compress = odn->dn_compress;
 767         ndn->dn_nlevels = odn->dn_nlevels;
 768         ndn->dn_indblkshift = odn->dn_indblkshift;
 769         ndn->dn_datablkshift = odn->dn_datablkshift;
 770         ndn->dn_datablkszsec = odn->dn_datablkszsec;
 771         ndn->dn_datablksz = odn->dn_datablksz;
 772         ndn->dn_maxblkid = odn->dn_maxblkid;
 773         ndn->dn_num_slots = odn->dn_num_slots;
 774         bcopy(&odn->dn_next_nblkptr[0], &ndn->dn_next_nblkptr[0],
 775             sizeof (odn->dn_next_nblkptr));
 776         bcopy(&odn->dn_next_nlevels[0], &ndn->dn_next_nlevels[0],
 777             sizeof (odn->dn_next_nlevels));
 778         bcopy(&odn->dn_next_indblkshift[0], &ndn->dn_next_indblkshift[0],
 779             sizeof (odn->dn_next_indblkshift));
 780         bcopy(&odn->dn_next_bonustype[0], &ndn->dn_next_bonustype[0],
 781             sizeof (odn->dn_next_bonustype));
 782         bcopy(&odn->dn_rm_spillblk[0], &ndn->dn_rm_spillblk[0],
 783             sizeof (odn->dn_rm_spillblk));
 784         bcopy(&odn->dn_next_bonuslen[0], &ndn->dn_next_bonuslen[0],
 785             sizeof (odn->dn_next_bonuslen));
 786         bcopy(&odn->dn_next_blksz[0], &ndn->dn_next_blksz[0],
 787             sizeof (odn->dn_next_blksz));
 788         bcopy(&odn->dn_next_maxblkid[0], &ndn->dn_next_maxblkid[0],
 789             sizeof (odn->dn_next_maxblkid));
 790         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 791                 list_move_tail(&ndn->dn_dirty_records[i],
 792                     &odn->dn_dirty_records[i]);
 793         }
 794         bcopy(&odn->dn_free_ranges[0], &ndn->dn_free_ranges[0],
 795             sizeof (odn->dn_free_ranges));
 796         ndn->dn_allocated_txg = odn->dn_allocated_txg;
 797         ndn->dn_free_txg = odn->dn_free_txg;
 798         ndn->dn_assigned_txg = odn->dn_assigned_txg;
 799         ndn->dn_dirty_txg = odn->dn_dirty_txg;
 800         ndn->dn_dirtyctx = odn->dn_dirtyctx;
 801         ndn->dn_dirtyctx_firstset = odn->dn_dirtyctx_firstset;
 802         ASSERT(refcount_count(&odn->dn_tx_holds) == 0);
 803         refcount_transfer(&ndn->dn_holds, &odn->dn_holds);
 804         ASSERT(avl_is_empty(&ndn->dn_dbufs));
 805         avl_swap(&ndn->dn_dbufs, &odn->dn_dbufs);
 806         ndn->dn_dbufs_count = odn->dn_dbufs_count;
 807         ndn->dn_bonus = odn->dn_bonus;
 808         ndn->dn_have_spill = odn->dn_have_spill;
 809         ndn->dn_zio = odn->dn_zio;
 810         ndn->dn_oldused = odn->dn_oldused;
 811         ndn->dn_oldflags = odn->dn_oldflags;
 812         ndn->dn_olduid = odn->dn_olduid;
 813         ndn->dn_oldgid = odn->dn_oldgid;
 814         ndn->dn_oldprojid = odn->dn_oldprojid;
 815         ndn->dn_newuid = odn->dn_newuid;
 816         ndn->dn_newgid = odn->dn_newgid;
 817         ndn->dn_newprojid = odn->dn_newprojid;
 818         ndn->dn_id_flags = odn->dn_id_flags;
 819         dmu_zfetch_init(&ndn->dn_zfetch, NULL);
 820         list_move_tail(&ndn->dn_zfetch.zf_stream, &odn->dn_zfetch.zf_stream);
 821         ndn->dn_zfetch.zf_dnode = odn->dn_zfetch.zf_dnode;
 822
 823         /*
 824          * Update back pointers. Updating the handle fixes the back pointer of
 825          * every descendant dbuf as well as the bonus dbuf.
 826          */
 827         ASSERT(ndn->dn_handle->dnh_dnode == odn);
 828         ndn->dn_handle->dnh_dnode = ndn;
 829         if (ndn->dn_zfetch.zf_dnode == odn) {
 830                 ndn->dn_zfetch.zf_dnode = ndn;
 831         }
 832
 833         /*
 834          * Invalidate the original dnode by clearing all of its back pointers.
 835          */
 836         odn->dn_dbuf = NULL;
 837         odn->dn_handle = NULL;
 838         avl_create(&odn->dn_dbufs, dbuf_compare, sizeof (dmu_buf_impl_t),
 839             offsetof(dmu_buf_impl_t, db_link));
 840         odn->dn_dbufs_count = 0;
 841         odn->dn_bonus = NULL;
 842         odn->dn_zfetch.zf_dnode = NULL;
 843
 844         /*
 845          * Set the low bit of the objset pointer to ensure that dnode_move()
 846          * recognizes the dnode as invalid in any subsequent callback.
 847          */
 848         POINTER_INVALIDATE(&odn->dn_objset);
 849
 850         /*
 851          * Satisfy the destructor.
 852          */
 853         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
 854                 list_create(&odn->dn_dirty_records[i],
 855                     sizeof (dbuf_dirty_record_t),
 856                     offsetof(dbuf_dirty_record_t, dr_dirty_node));
 857                 odn->dn_free_ranges[i] = NULL;
 858                 odn->dn_next_nlevels[i] = 0;
 859                 odn->dn_next_indblkshift[i] = 0;
 860                 odn->dn_next_bonustype[i] = 0;
 861                 odn->dn_rm_spillblk[i] = 0;
 862                 odn->dn_next_bonuslen[i] = 0;
 863                 odn->dn_next_blksz[i] = 0;
 864         }
 865         odn->dn_allocated_txg = 0;
 866         odn->dn_free_txg = 0;
 867         odn->dn_assigned_txg = 0;
 868         odn->dn_dirty_txg = 0;
 869         odn->dn_dirtyctx = 0;
 870         odn->dn_dirtyctx_firstset = NULL;
 871         odn->dn_have_spill = B_FALSE;
 872         odn->dn_zio = NULL;
 873         odn->dn_oldused = 0;
 874         odn->dn_oldflags = 0;
 875         odn->dn_olduid = 0;
 876         odn->dn_oldgid = 0;
 877         odn->dn_oldprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 878         odn->dn_newuid = 0;
 879         odn->dn_newgid = 0;
 880         odn->dn_newprojid = ZFS_DEFAULT_PROJID;
 881         odn->dn_id_flags = 0;
 882
 883         /*
 884          * Mark the dnode.
 885          */
 886         ndn->dn_moved = 1;
 887         odn->dn_moved = (uint8_t)-1;
 888 }
 889
 890 /*ARGSUSED*/
 891 static kmem_cbrc_t
 892 dnode_move(void *buf, void *newbuf, size_t size, void *arg)
 893 {
 894         dnode_t *odn = buf, *ndn = newbuf;
 895         objset_t *os;
 896         int64_t refcount;
 897         uint32_t dbufs;
 898
 899         /*
 900          * The dnode is on the objset's list of known dnodes if the objset
 901          * pointer is valid. We set the low bit of the objset pointer when
 902          * freeing the dnode to invalidate it, and the memory patterns written
 903          * by kmem (baddcafe and deadbeef) set at least one of the two low bits.
 904          * A newly created dnode sets the objset pointer last of all to indicate
 905          * that the dnode is known and in a valid state to be moved by this
 906          * function.
 907          */
 908         os = odn->dn_objset;
 909         if (!POINTER_IS_VALID(os)) {
 910                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_invalid);
 911                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 912         }
 913
 914         /*
 915          * Ensure that the objset does not go away during the move.
 916          */
 917         rw_enter(&os_lock, RW_WRITER);
 918         if (os != odn->dn_objset) {
 919                 rw_exit(&os_lock);
 920                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck1);
 921                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 922         }
 923
 924         /*
 925          * If the dnode is still valid, then so is the objset. We know that no
 926          * valid objset can be freed while we hold os_lock, so we can safely
 927          * ensure that the objset remains in use.
 928          */
 929         mutex_enter(&os->os_lock);
 930
 931         /*
 932          * Recheck the objset pointer in case the dnode was removed just before
 933          * acquiring the lock.
 934          */
 935         if (os != odn->dn_objset) {
 936                 mutex_exit(&os->os_lock);
 937                 rw_exit(&os_lock);
 938                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_recheck2);
 939                 return (KMEM_CBRC_DONT_KNOW);
 940         }
 941
 942         /*
 943          * At this point we know that as long as we hold os->os_lock, the dnode
 944          * cannot be freed and fields within the dnode can be safely accessed.
 945          * The objset listing this dnode cannot go away as long as this dnode is
 946          * on its list.
 947          */
 948         rw_exit(&os_lock);
 949         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(odn->dn_object)) {
 950                 mutex_exit(&os->os_lock);
 951                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_special);
 952                 return (KMEM_CBRC_NO);
 953         }
 954         ASSERT(odn->dn_dbuf != NULL); /* only "special" dnodes have no parent */
 955
 956         /*
 957          * Lock the dnode handle to prevent the dnode from obtaining any new
 958          * holds. This also prevents the descendant dbufs and the bonus dbuf
 959          * from accessing the dnode, so that we can discount their holds. The
 960          * handle is safe to access because we know that while the dnode cannot
 961          * go away, neither can its handle. Once we hold dnh_zrlock, we can
 962          * safely move any dnode referenced only by dbufs.
 963          */
 964         if (!zrl_tryenter(&odn->dn_handle->dnh_zrlock)) {
 965                 mutex_exit(&os->os_lock);
 966                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_handle);
 967                 return (KMEM_CBRC_LATER);
 968         }
 969
 970         /*
 971          * Ensure a consistent view of the dnode's holds and the dnode's dbufs.
 972          * We need to guarantee that there is a hold for every dbuf in order to
 973          * determine whether the dnode is actively referenced. Falsely matching
 974          * a dbuf to an active hold would lead to an unsafe move. It's possible
 975          * that a thread already having an active dnode hold is about to add a
 976          * dbuf, and we can't compare hold and dbuf counts while the add is in
 977          * progress.
 978          */
 979         if (!rw_tryenter(&odn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER)) {
 980                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
 981                 mutex_exit(&os->os_lock);
 982                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_rwlock);
 983                 return (KMEM_CBRC_LATER);
 984         }
 985
 986         /*
 987          * A dbuf may be removed (evicted) without an active dnode hold. In that
 988          * case, the dbuf count is decremented under the handle lock before the
 989          * dbuf's hold is released. This order ensures that if we count the hold
 990          * after the dbuf is removed but before its hold is released, we will
 991          * treat the unmatched hold as active and exit safely. If we count the
 992          * hold before the dbuf is removed, the hold is discounted, and the
 993          * removal is blocked until the move completes.
 994          */
 995         refcount = refcount_count(&odn->dn_holds);
 996         ASSERT(refcount >= 0);
 997         dbufs = odn->dn_dbufs_count;
 998
 999         /* We can't have more dbufs than dnode holds. */
1000         ASSERT3U(dbufs, <=, refcount);
1001         DTRACE_PROBE3(dnode__move, dnode_t *, odn, int64_t, refcount,
1002             uint32_t, dbufs);
1003
1004         if (refcount > dbufs) {
1005                 rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1006                 zrl_exit(&odn->dn_handle->dnh_zrlock);
1007                 mutex_exit(&os->os_lock);
1008                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_move_active);
1009                 return (KMEM_CBRC_LATER);
1010         }
1011
1012         rw_exit(&odn->dn_struct_rwlock);
1013
1014         /*
1015          * At this point we know that anyone with a hold on the dnode is not
1016          * actively referencing it. The dnode is known and in a valid state to
1017          * move. We're holding the locks needed to execute the critical section.
1018          */
1019         dnode_move_impl(odn, ndn);
1020
1021         list_link_replace(&odn->dn_link, &ndn->dn_link);
1022         /* If the dnode was safe to move, the refcount cannot have changed. */
1023         ASSERT(refcount == refcount_count(&ndn->dn_holds));
1024         ASSERT(dbufs == ndn->dn_dbufs_count);
1025         zrl_exit(&ndn->dn_handle->dnh_zrlock); /* handle has moved */
1026         mutex_exit(&os->os_lock);
1027
1028         return (KMEM_CBRC_YES);
1029 }
1030 #endif  /* _KERNEL */
1031
1032 static void
1033 dnode_slots_hold(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1034 {
1035         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1036
1037         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1038                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1039                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1040         }
1041 }
1042
1043 static void
1044 dnode_slots_rele(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1045 {
1046         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1047
1048         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1049                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1050
1051                 if (zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock))
1052                         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1053                 else
1054                         zrl_remove(&dnh->dnh_zrlock);
1055         }
1056 }
1057
1058 static int
1059 dnode_slots_tryenter(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1060 {
1061         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1062
1063         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1064                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1065
1066                 if (!zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock)) {
1067                         for (int j = idx; j < i; j++) {
1068                                 dnh = &children->dnc_children[j];
1069                                 zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1070                         }
1071
1072                         return (0);
1073                 }
1074         }
1075
1076         return (1);
1077 }
1078
1079 static void
1080 dnode_set_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots, void *ptr)
1081 {
1082         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1083
1084         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1085                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1086                 dnh->dnh_dnode = ptr;
1087         }
1088 }
1089
1090 static boolean_t
1091 dnode_check_slots_free(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1092 {
1093         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1094
1095         /*
1096          * If all dnode slots are either already free or
1097          * evictable return B_TRUE.
1098          */
1099         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1100                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1101                 dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1102
1103                 if (dn == DN_SLOT_FREE) {
1104                         continue;
1105                 } else if (DN_SLOT_IS_PTR(dn)) {
1106                         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1107                         boolean_t can_free = (dn->dn_type == DMU_OT_NONE &&
1108                             !DNODE_IS_DIRTY(dn));
1109                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1110
1111                         if (!can_free)
1112                                 return (B_FALSE);
1113                         else
1114                                 continue;
1115                 } else {
1116                         return (B_FALSE);
1117                 }
1118         }
1119
1120         return (B_TRUE);
1121 }
1122
1123 static void
1124 dnode_reclaim_slots(dnode_children_t *children, int idx, int slots)
1125 {
1126         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1127
1128         for (int i = idx; i < idx + slots; i++) {
1129                 dnode_handle_t *dnh = &children->dnc_children[i];
1130
1131                 ASSERT(zrl_is_locked(&dnh->dnh_zrlock));
1132
1133                 if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1134                         ASSERT3S(dnh->dnh_dnode->dn_type, ==, DMU_OT_NONE);
1135                         dnode_destroy(dnh->dnh_dnode);
1136                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1137                 }
1138         }
1139 }
1140
1141 void
1142 dnode_free_interior_slots(dnode_t *dn)
1143 {
1144         dnode_children_t *children = dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db);
1145         int epb = dn->dn_dbuf->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1146         int idx = (dn->dn_object & (epb - 1)) + 1;
1147         int slots = dn->dn_num_slots - 1;
1148
1149         if (slots == 0)
1150                 return;
1151
1152         ASSERT3S(idx + slots, <=, DNODES_PER_BLOCK);
1153
1154         while (!dnode_slots_tryenter(children, idx, slots))
1155                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_free_interior_lock_retry);
1156
1157         dnode_set_slots(children, idx, slots, DN_SLOT_FREE);
1158         dnode_slots_rele(children, idx, slots);
1159 }
1160
1161 void
1162 dnode_special_close(dnode_handle_t *dnh)
1163 {
1164         dnode_t *dn = dnh->dnh_dnode;
1165
1166         /*
1167          * Wait for final references to the dnode to clear.  This can
1168          * only happen if the arc is asynchronously evicting state that
1169          * has a hold on this dnode while we are trying to evict this
1170          * dnode.
1171          */
1172         while (refcount_count(&dn->dn_holds) > 0)
1173                 delay(1);
1174         ASSERT(dn->dn_dbuf == NULL ||
1175             dmu_buf_get_user(&dn->dn_dbuf->db) == NULL);
1176         zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1177         dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() */
1178         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1179         dnh->dnh_dnode = NULL;
1180 }
1181
1182 void
1183 dnode_special_open(objset_t *os, dnode_phys_t *dnp, uint64_t object,
1184     dnode_handle_t *dnh)
1185 {
1186         dnode_t *dn;
1187
1188         zrl_init(&dnh->dnh_zrlock);
1189         zrl_tryenter(&dnh->dnh_zrlock);
1190
1191         dn = dnode_create(os, dnp, NULL, object, dnh);
1192         DNODE_VERIFY(dn);
1193
1194         zrl_exit(&dnh->dnh_zrlock);
1195 }
1196
1197 static void
1198 dnode_buf_evict_async(void *dbu)
1199 {
1200         dnode_children_t *dnc = dbu;
1201
1202         DNODE_STAT_BUMP(dnode_buf_evict);
1203
1204         for (int i = 0; i < dnc->dnc_count; i++) {
1205                 dnode_handle_t *dnh = &dnc->dnc_children[i];
1206                 dnode_t *dn;
1207
1208                 /*
1209                  * The dnode handle lock guards against the dnode moving to
1210                  * another valid address, so there is no need here to guard
1211                  * against changes to or from NULL.
1212                  */
1213                 if (!DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1214                         zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1215                         dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1216                         continue;
1217                 }
1218
1219                 zrl_add(&dnh->dnh_zrlock);
1220                 dn = dnh->dnh_dnode;
1221                 /*
1222                  * If there are holds on this dnode, then there should
1223                  * be holds on the dnode's containing dbuf as well; thus
1224                  * it wouldn't be eligible for eviction and this function
1225                  * would not have been called.
1226                  */
1227                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_holds));
1228                 ASSERT(refcount_is_zero(&dn->dn_tx_holds));
1229
1230                 dnode_destroy(dn); /* implicit zrl_remove() for first slot */
1231                 zrl_destroy(&dnh->dnh_zrlock);
1232                 dnh->dnh_dnode = DN_SLOT_UNINIT;
1233         }
1234         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1235             dnc->dnc_count * sizeof (dnode_handle_t));
1236 }
1237
1238 /*
1239  * When the DNODE_MUST_BE_FREE flag is set, the "slots" parameter is used
1240  * to ensure the hole at the specified object offset is large enough to
1241  * hold the dnode being created. The slots parameter is also used to ensure
1242  * a dnode does not span multiple dnode blocks. In both of these cases, if
1243  * a failure occurs, ENOSPC is returned. Keep in mind, these failure cases
1244  * are only possible when using DNODE_MUST_BE_FREE.
1245  *
1246  * If the DNODE_MUST_BE_ALLOCATED flag is set, "slots" must be 0.
1247  * dnode_hold_impl() will check if the requested dnode is already consumed
1248  * as an extra dnode slot by an large dnode, in which case it returns
1249  * ENOENT.
1250  *
1251  * errors:
1252  * EINVAL - Invalid object number or flags.
1253  * ENOSPC - Hole too small to fulfill "slots" request (DNODE_MUST_BE_FREE)
1254  * EEXIST - Refers to an allocated dnode (DNODE_MUST_BE_FREE)
1255  *        - Refers to an interior dnode slot (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1256  * ENOENT - The requested dnode is not allocated (DNODE_MUST_BE_ALLOCATED)
1257  * EIO    - I/O error when reading the meta dnode dbuf.
1258  *
1259  * succeeds even for free dnodes.
1260  */
1261 int
1262 dnode_hold_impl(objset_t *os, uint64_t object, int flag, int slots,
1263     void *tag, dnode_t **dnp)
1264 {
1265         int epb, idx, err;
1266         int drop_struct_lock = FALSE;
1267         int type;
1268         uint64_t blk;
1269         dnode_t *mdn, *dn;
1270         dmu_buf_impl_t *db;
1271         dnode_children_t *dnc;
1272         dnode_phys_t *dn_block;
1273         dnode_handle_t *dnh;
1274
1275         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) || (slots == 0));
1276         ASSERT(!(flag & DNODE_MUST_BE_FREE) || (slots > 0));
1277
1278         /*
1279          * If you are holding the spa config lock as writer, you shouldn't
1280          * be asking the DMU to do *anything* unless it's the root pool
1281          * which may require us to read from the root filesystem while
1282          * holding some (not all) of the locks as writer.
1283          */
1284         ASSERT(spa_config_held(os->os_spa, SCL_ALL, RW_WRITER) == 0 ||
1285             (spa_is_root(os->os_spa) &&
1286             spa_config_held(os->os_spa, SCL_STATE, RW_WRITER)));
1287
1288         if (object == DMU_USERUSED_OBJECT || object == DMU_GROUPUSED_OBJECT ||
1289             object == DMU_PROJECTUSED_OBJECT) {
1290                 if (object == DMU_USERUSED_OBJECT)
1291                         dn = DMU_USERUSED_DNODE(os);
1292                 else if (object == DMU_GROUPUSED_OBJECT)
1293                         dn = DMU_GROUPUSED_DNODE(os);
1294                 else
1295                         dn = DMU_PROJECTUSED_DNODE(os);
1296                 if (dn == NULL)
1297                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1298                 type = dn->dn_type;
1299                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) && type == DMU_OT_NONE)
1300                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1301                 if ((flag & DNODE_MUST_BE_FREE) && type != DMU_OT_NONE)
1302                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1303                 DNODE_VERIFY(dn);
1304                 (void) refcount_add(&dn->dn_holds, tag);
1305                 *dnp = dn;
1306                 return (0);
1307         }
1308
1309         if (object == 0 || object >= DN_MAX_OBJECT)
1310                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1311
1312         mdn = DMU_META_DNODE(os);
1313         ASSERT(mdn->dn_object == DMU_META_DNODE_OBJECT);
1314
1315         DNODE_VERIFY(mdn);
1316
1317         if (!RW_WRITE_HELD(&mdn->dn_struct_rwlock)) {
1318                 rw_enter(&mdn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
1319                 drop_struct_lock = TRUE;
1320         }
1321
1322         blk = dbuf_whichblock(mdn, 0, object * sizeof (dnode_phys_t));
1323
1324         db = dbuf_hold(mdn, blk, FTAG);
1325         if (drop_struct_lock)
1326                 rw_exit(&mdn->dn_struct_rwlock);
1327         if (db == NULL) {
1328                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_hold);
1329                 return (SET_ERROR(EIO));
1330         }
1331
1332         /*
1333          * We do not need to decrypt to read the dnode so it doesn't matter
1334          * if we get the encrypted or decrypted version.
1335          */
1336         err = dbuf_read(db, NULL, DB_RF_CANFAIL | DB_RF_NO_DECRYPT);
1337         if (err) {
1338                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_dbuf_read);
1339                 dbuf_rele(db, FTAG);
1340                 return (err);
1341         }
1342
1343         ASSERT3U(db->db.db_size, >=, 1<<DNODE_SHIFT);
1344         epb = db->db.db_size >> DNODE_SHIFT;
1345
1346         idx = object & (epb - 1);
1347         dn_block = (dnode_phys_t *)db->db.db_data;
1348
1349         ASSERT(DB_DNODE(db)->dn_type == DMU_OT_DNODE);
1350         dnc = dmu_buf_get_user(&db->db);
1351         dnh = NULL;
1352         if (dnc == NULL) {
1353                 dnode_children_t *winner;
1354                 int skip = 0;
1355
1356                 dnc = kmem_zalloc(sizeof (dnode_children_t) +
1357                     epb * sizeof (dnode_handle_t), KM_SLEEP);
1358                 dnc->dnc_count = epb;
1359                 dnh = &dnc->dnc_children[0];
1360
1361                 /* Initialize dnode slot status from dnode_phys_t */
1362                 for (int i = 0; i < epb; i++) {
1363                         zrl_init(&dnh[i].dnh_zrlock);
1364
1365                         if (skip) {
1366                                 skip--;
1367                                 continue;
1368                         }
1369
1370                         if (dn_block[i].dn_type != DMU_OT_NONE) {
1371                                 int interior = dn_block[i].dn_extra_slots;
1372
1373                                 dnode_set_slots(dnc, i, 1, DN_SLOT_ALLOCATED);
1374                                 dnode_set_slots(dnc, i + 1, interior,
1375                                     DN_SLOT_INTERIOR);
1376                                 skip = interior;
1377                         } else {
1378                                 dnh[i].dnh_dnode = DN_SLOT_FREE;
1379                                 skip = 0;
1380                         }
1381                 }
1382
1383                 dmu_buf_init_user(&dnc->dnc_dbu, NULL,
1384                     dnode_buf_evict_async, NULL);
1385                 winner = dmu_buf_set_user(&db->db, &dnc->dnc_dbu);
1386                 if (winner != NULL) {
1387
1388                         for (int i = 0; i < epb; i++)
1389                                 zrl_destroy(&dnh[i].dnh_zrlock);
1390
1391                         kmem_free(dnc, sizeof (dnode_children_t) +
1392                             epb * sizeof (dnode_handle_t));
1393                         dnc = winner;
1394                 }
1395         }
1396
1397         ASSERT(dnc->dnc_count == epb);
1398         dn = DN_SLOT_UNINIT;
1399
1400         if (flag & DNODE_MUST_BE_ALLOCATED) {
1401                 slots = 1;
1402
1403                 while (dn == DN_SLOT_UNINIT) {
1404                         dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1405                         dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1406
1407                         if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1408                                 dn = dnh->dnh_dnode;
1409                                 break;
1410                         } else if (dnh->dnh_dnode == DN_SLOT_INTERIOR) {
1411                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_interior);
1412                                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1413                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1414                                 return (SET_ERROR(EEXIST));
1415                         } else if (dnh->dnh_dnode != DN_SLOT_ALLOCATED) {
1416                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_misses);
1417                                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1418                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1419                                 return (SET_ERROR(ENOENT));
1420                         }
1421
1422                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1423                         if (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1424                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_retry);
1425                                 continue;
1426                         }
1427
1428                         /*
1429                          * Someone else won the race and called dnode_create()
1430                          * after we checked DN_SLOT_IS_PTR() above but before
1431                          * we acquired the lock.
1432                          */
1433                         if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1434                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_lock_misses);
1435                                 dn = dnh->dnh_dnode;
1436                         } else {
1437                                 dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1438                                     object, dnh);
1439                         }
1440                 }
1441
1442                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1443                 if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE) {
1444                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_type_none);
1445                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1446                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1447                         dbuf_rele(db, FTAG);
1448                         return (SET_ERROR(ENOENT));
1449                 }
1450
1451                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_alloc_hits);
1452         } else if (flag & DNODE_MUST_BE_FREE) {
1453
1454                 if (idx + slots - 1 >= DNODES_PER_BLOCK) {
1455                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_overflow);
1456                         dbuf_rele(db, FTAG);
1457                         return (SET_ERROR(ENOSPC));
1458                 }
1459
1460                 while (dn == DN_SLOT_UNINIT) {
1461                         dnode_slots_hold(dnc, idx, slots);
1462
1463                         if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1464                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_misses);
1465                                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1466                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1467                                 return (SET_ERROR(ENOSPC));
1468                         }
1469
1470                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1471                         if (!dnode_slots_tryenter(dnc, idx, slots)) {
1472                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_retry);
1473                                 continue;
1474                         }
1475
1476                         if (!dnode_check_slots_free(dnc, idx, slots)) {
1477                                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_lock_misses);
1478                                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1479                                 dbuf_rele(db, FTAG);
1480                                 return (SET_ERROR(ENOSPC));
1481                         }
1482
1483                         /*
1484                          * Allocated but otherwise free dnodes which would
1485                          * be in the interior of a multi-slot dnodes need
1486                          * to be freed.  Single slot dnodes can be safely
1487                          * re-purposed as a performance optimization.
1488                          */
1489                         if (slots > 1)
1490                                 dnode_reclaim_slots(dnc, idx + 1, slots - 1);
1491
1492                         dnh = &dnc->dnc_children[idx];
1493                         if (DN_SLOT_IS_PTR(dnh->dnh_dnode)) {
1494                                 dn = dnh->dnh_dnode;
1495                         } else {
1496                                 dn = dnode_create(os, dn_block + idx, db,
1497                                     object, dnh);
1498                         }
1499                 }
1500
1501                 mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1502                 if (!refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1503                         DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_refcount);
1504                         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1505                         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1506                         dbuf_rele(db, FTAG);
1507                         return (SET_ERROR(EEXIST));
1508                 }
1509
1510                 dnode_set_slots(dnc, idx + 1, slots - 1, DN_SLOT_INTERIOR);
1511                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_hits);
1512         } else {
1513                 dbuf_rele(db, FTAG);
1514                 return (SET_ERROR(EINVAL));
1515         }
1516
1517         if (dn->dn_free_txg) {
1518                 DNODE_STAT_BUMP(dnode_hold_free_txg);
1519                 type = dn->dn_type;
1520                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1521                 dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1522                 dbuf_rele(db, FTAG);
1523                 return (SET_ERROR(type == DMU_OT_NONE ? ENOENT : EEXIST));
1524         }
1525
1526         if (refcount_add(&dn->dn_holds, tag) == 1)
1527                 dbuf_add_ref(db, dnh);
1528
1529         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1530
1531         /* Now we can rely on the hold to prevent the dnode from moving. */
1532         dnode_slots_rele(dnc, idx, slots);
1533
1534         DNODE_VERIFY(dn);
1535         ASSERT3P(dn->dn_dbuf, ==, db);
1536         ASSERT3U(dn->dn_object, ==, object);
1537         dbuf_rele(db, FTAG);
1538
1539         *dnp = dn;
1540         return (0);
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Return held dnode if the object is allocated, NULL if not.
1545  */
1546 int
1547 dnode_hold(objset_t *os, uint64_t object, void *tag, dnode_t **dnp)
1548 {
1549         return (dnode_hold_impl(os, object, DNODE_MUST_BE_ALLOCATED, 0, tag,
1550             dnp));
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Can only add a reference if there is already at least one
1555  * reference on the dnode.  Returns FALSE if unable to add a
1556  * new reference.
1557  */
1558 boolean_t
1559 dnode_add_ref(dnode_t *dn, void *tag)
1560 {
1561         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1562         if (refcount_is_zero(&dn->dn_holds)) {
1563                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1564                 return (FALSE);
1565         }
1566         VERIFY(1 < refcount_add(&dn->dn_holds, tag));
1567         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1568         return (TRUE);
1569 }
1570
1571 void
1572 dnode_rele(dnode_t *dn, void *tag)
1573 {
1574         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1575         dnode_rele_and_unlock(dn, tag);
1576 }
1577
1578 void
1579 dnode_rele_and_unlock(dnode_t *dn, void *tag)
1580 {
1581         uint64_t refs;
1582         /* Get while the hold prevents the dnode from moving. */
1583         dmu_buf_impl_t *db = dn->dn_dbuf;
1584         dnode_handle_t *dnh = dn->dn_handle;
1585
1586         refs = refcount_remove(&dn->dn_holds, tag);
1587         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1588
1589         /*
1590          * It's unsafe to release the last hold on a dnode by dnode_rele() or
1591          * indirectly by dbuf_rele() while relying on the dnode handle to
1592          * prevent the dnode from moving, since releasing the last hold could
1593          * result in the dnode's parent dbuf evicting its dnode handles. For
1594          * that reason anyone calling dnode_rele() or dbuf_rele() without some
1595          * other direct or indirect hold on the dnode must first drop the dnode
1596          * handle.
1597          */
1598         ASSERT(refs > 0 || dnh->dnh_zrlock.zr_owner != curthread);
1599
1600         /* NOTE: the DNODE_DNODE does not have a dn_dbuf */
1601         if (refs == 0 && db != NULL) {
1602                 /*
1603                  * Another thread could add a hold to the dnode handle in
1604                  * dnode_hold_impl() while holding the parent dbuf. Since the
1605                  * hold on the parent dbuf prevents the handle from being
1606                  * destroyed, the hold on the handle is OK. We can't yet assert
1607                  * that the handle has zero references, but that will be
1608                  * asserted anyway when the handle gets destroyed.
1609                  */
1610                 dbuf_rele(db, dnh);
1611         }
1612 }
1613
1614 void
1615 dnode_setdirty(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1616 {
1617         objset_t *os = dn->dn_objset;
1618         uint64_t txg = tx->tx_txg;
1619
1620         if (DMU_OBJECT_IS_SPECIAL(dn->dn_object)) {
1621                 dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1622                 return;
1623         }
1624
1625         DNODE_VERIFY(dn);
1626
1627 #ifdef ZFS_DEBUG
1628         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1629         ASSERT(dn->dn_phys->dn_type || dn->dn_allocated_txg);
1630         ASSERT(dn->dn_free_txg == 0 || dn->dn_free_txg >= txg);
1631         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1632 #endif
1633
1634         /*
1635          * Determine old uid/gid when necessary
1636          */
1637         dmu_objset_userquota_get_ids(dn, B_TRUE, tx);
1638
1639         multilist_t *dirtylist = os->os_dirty_dnodes[txg & TXG_MASK];
1640         multilist_sublist_t *mls = multilist_sublist_lock_obj(dirtylist, dn);
1641
1642         /*
1643          * If we are already marked dirty, we're done.
1644          */
1645         if (multilist_link_active(&dn->dn_dirty_link[txg & TXG_MASK])) {
1646                 multilist_sublist_unlock(mls);
1647                 return;
1648         }
1649
1650         ASSERT(!refcount_is_zero(&dn->dn_holds) ||
1651             !avl_is_empty(&dn->dn_dbufs));
1652         ASSERT(dn->dn_datablksz != 0);
1653         ASSERT0(dn->dn_next_bonuslen[txg&TXG_MASK]);
1654         ASSERT0(dn->dn_next_blksz[txg&TXG_MASK]);
1655         ASSERT0(dn->dn_next_bonustype[txg&TXG_MASK]);
1656
1657         dprintf_ds(os->os_dsl_dataset, "obj=%llu txg=%llu\n",
1658             dn->dn_object, txg);
1659
1660         multilist_sublist_insert_head(mls, dn);
1661
1662         multilist_sublist_unlock(mls);
1663
1664         /*
1665          * The dnode maintains a hold on its containing dbuf as
1666          * long as there are holds on it.  Each instantiated child
1667          * dbuf maintains a hold on the dnode.  When the last child
1668          * drops its hold, the dnode will drop its hold on the
1669          * containing dbuf. We add a "dirty hold" here so that the
1670          * dnode will hang around after we finish processing its
1671          * children.
1672          */
1673         VERIFY(dnode_add_ref(dn, (void *)(uintptr_t)tx->tx_txg));
1674
1675         (void) dbuf_dirty(dn->dn_dbuf, tx);
1676
1677         dsl_dataset_dirty(os->os_dsl_dataset, tx);
1678 }
1679
1680 void
1681 dnode_free(dnode_t *dn, dmu_tx_t *tx)
1682 {
1683         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1684         if (dn->dn_type == DMU_OT_NONE || dn->dn_free_txg) {
1685                 mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1686                 return;
1687         }
1688         dn->dn_free_txg = tx->tx_txg;
1689         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1690
1691         dnode_setdirty(dn, tx);
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Try to change the block size for the indicated dnode.  This can only
1696  * succeed if there are no blocks allocated or dirty beyond first block
1697  */
1698 int
1699 dnode_set_blksz(dnode_t *dn, uint64_t size, int ibs, dmu_tx_t *tx)
1700 {
1701         dmu_buf_impl_t *db;
1702         int err;
1703
1704         ASSERT3U(size, <=, spa_maxblocksize(dmu_objset_spa(dn->dn_objset)));
1705         if (size == 0)
1706                 size = SPA_MINBLOCKSIZE;
1707         else
1708                 size = P2ROUNDUP(size, SPA_MINBLOCKSIZE);
1709
1710         if (ibs == dn->dn_indblkshift)
1711                 ibs = 0;
1712
1713         if (size >> SPA_MINBLOCKSHIFT == dn->dn_datablkszsec && ibs == 0)
1714                 return (0);
1715
1716         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1717
1718         /* Check for any allocated blocks beyond the first */
1719         if (dn->dn_maxblkid != 0)
1720                 goto fail;
1721
1722         mutex_enter(&dn->dn_dbufs_mtx);
1723         for (db = avl_first(&dn->dn_dbufs); db != NULL;
1724             db = AVL_NEXT(&dn->dn_dbufs, db)) {
1725                 if (db->db_blkid != 0 && db->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1726                     db->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1727                         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1728                         goto fail;
1729                 }
1730         }
1731         mutex_exit(&dn->dn_dbufs_mtx);
1732
1733         if (ibs && dn->dn_nlevels != 1)
1734                 goto fail;
1735
1736         /* resize the old block */
1737         err = dbuf_hold_impl(dn, 0, 0, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
1738         if (err == 0)
1739                 dbuf_new_size(db, size, tx);
1740         else if (err != ENOENT)
1741                 goto fail;
1742
1743         dnode_setdblksz(dn, size);
1744         dnode_setdirty(dn, tx);
1745         dn->dn_next_blksz[tx->tx_txg&TXG_MASK] = size;
1746         if (ibs) {
1747                 dn->dn_indblkshift = ibs;
1748                 dn->dn_next_indblkshift[tx->tx_txg&TXG_MASK] = ibs;
1749         }
1750         /* rele after we have fixed the blocksize in the dnode */
1751         if (db)
1752                 dbuf_rele(db, FTAG);
1753
1754         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1755         return (0);
1756
1757 fail:
1758         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1759         return (SET_ERROR(ENOTSUP));
1760 }
1761
1762 static void
1763 dnode_set_nlevels_impl(dnode_t *dn, int new_nlevels, dmu_tx_t *tx)
1764 {
1765         uint64_t txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
1766         int old_nlevels = dn->dn_nlevels;
1767         dmu_buf_impl_t *db;
1768         list_t *list;
1769         dbuf_dirty_record_t *new, *dr, *dr_next;
1770
1771         ASSERT(RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1772
1773         dn->dn_nlevels = new_nlevels;
1774
1775         ASSERT3U(new_nlevels, >, dn->dn_next_nlevels[txgoff]);
1776         dn->dn_next_nlevels[txgoff] = new_nlevels;
1777
1778         /* dirty the left indirects */
1779         db = dbuf_hold_level(dn, old_nlevels, 0, FTAG);
1780         ASSERT(db != NULL);
1781         new = dbuf_dirty(db, tx);
1782         dbuf_rele(db, FTAG);
1783
1784         /* transfer the dirty records to the new indirect */
1785         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
1786         mutex_enter(&new->dt.di.dr_mtx);
1787         list = &dn->dn_dirty_records[txgoff];
1788         for (dr = list_head(list); dr; dr = dr_next) {
1789                 dr_next = list_next(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1790                 if (dr->dr_dbuf->db_level != new_nlevels-1 &&
1791                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_BONUS_BLKID &&
1792                     dr->dr_dbuf->db_blkid != DMU_SPILL_BLKID) {
1793                         ASSERT(dr->dr_dbuf->db_level == old_nlevels-1);
1794                         list_remove(&dn->dn_dirty_records[txgoff], dr);
1795                         list_insert_tail(&new->dt.di.dr_children, dr);
1796                         dr->dr_parent = new;
1797                 }
1798         }
1799         mutex_exit(&new->dt.di.dr_mtx);
1800         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
1801 }
1802
1803 int
1804 dnode_set_nlevels(dnode_t *dn, int nlevels, dmu_tx_t *tx)
1805 {
1806         int ret = 0;
1807
1808         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1809
1810         if (dn->dn_nlevels == nlevels) {
1811                 ret = 0;
1812                 goto out;
1813         } else if (nlevels < dn->dn_nlevels) {
1814                 ret = SET_ERROR(EINVAL);
1815                 goto out;
1816         }
1817
1818         dnode_set_nlevels_impl(dn, nlevels, tx);
1819
1820 out:
1821         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1822         return (ret);
1823 }
1824
1825 /* read-holding callers must not rely on the lock being continuously held */
1826 void
1827 dnode_new_blkid(dnode_t *dn, uint64_t blkid, dmu_tx_t *tx, boolean_t have_read)
1828 {
1829         int epbs, new_nlevels;
1830         uint64_t sz;
1831
1832         ASSERT(blkid != DMU_BONUS_BLKID);
1833
1834         ASSERT(have_read ?
1835             RW_READ_HELD(&dn->dn_struct_rwlock) :
1836             RW_WRITE_HELD(&dn->dn_struct_rwlock));
1837
1838         /*
1839          * if we have a read-lock, check to see if we need to do any work
1840          * before upgrading to a write-lock.
1841          */
1842         if (have_read) {
1843                 if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1844                         return;
1845
1846                 if (!rw_tryupgrade(&dn->dn_struct_rwlock)) {
1847                         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1848                         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1849                 }
1850         }
1851
1852         if (blkid <= dn->dn_maxblkid)
1853                 goto out;
1854
1855         dn->dn_maxblkid = blkid;
1856         dn->dn_next_maxblkid[tx->tx_txg & TXG_MASK] = blkid;
1857
1858         /*
1859          * Compute the number of levels necessary to support the new maxblkid.
1860          */
1861         new_nlevels = 1;
1862         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1863         for (sz = dn->dn_nblkptr;
1864             sz <= blkid && sz >= dn->dn_nblkptr; sz <<= epbs)
1865                 new_nlevels++;
1866
1867         ASSERT3U(new_nlevels, <=, DN_MAX_LEVELS);
1868
1869         if (new_nlevels > dn->dn_nlevels)
1870                 dnode_set_nlevels_impl(dn, new_nlevels, tx);
1871
1872 out:
1873         if (have_read)
1874                 rw_downgrade(&dn->dn_struct_rwlock);
1875 }
1876
1877 static void
1878 dnode_dirty_l1(dnode_t *dn, uint64_t l1blkid, dmu_tx_t *tx)
1879 {
1880         dmu_buf_impl_t *db = dbuf_hold_level(dn, 1, l1blkid, FTAG);
1881         if (db != NULL) {
1882                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1883                 dbuf_rele(db, FTAG);
1884         }
1885 }
1886
1887 void
1888 dnode_free_range(dnode_t *dn, uint64_t off, uint64_t len, dmu_tx_t *tx)
1889 {
1890         dmu_buf_impl_t *db;
1891         uint64_t blkoff, blkid, nblks;
1892         int blksz, blkshift, head, tail;
1893         int trunc = FALSE;
1894         int epbs;
1895
1896         rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1897         blksz = dn->dn_datablksz;
1898         blkshift = dn->dn_datablkshift;
1899         epbs = dn->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
1900
1901         if (len == DMU_OBJECT_END) {
1902                 len = UINT64_MAX - off;
1903                 trunc = TRUE;
1904         }
1905
1906         /*
1907          * First, block align the region to free:
1908          */
1909         if (ISP2(blksz)) {
1910                 head = P2NPHASE(off, blksz);
1911                 blkoff = P2PHASE(off, blksz);
1912                 if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1913                         goto out;
1914         } else {
1915                 ASSERT(dn->dn_maxblkid == 0);
1916                 if (off == 0 && len >= blksz) {
1917                         /*
1918                          * Freeing the whole block; fast-track this request.
1919                          * Note that we won't dirty any indirect blocks,
1920                          * which is fine because we will be freeing the entire
1921                          * file and thus all indirect blocks will be freed
1922                          * by free_children().
1923                          */
1924                         blkid = 0;
1925                         nblks = 1;
1926                         goto done;
1927                 } else if (off >= blksz) {
1928                         /* Freeing past end-of-data */
1929                         goto out;
1930                 } else {
1931                         /* Freeing part of the block. */
1932                         head = blksz - off;
1933                         ASSERT3U(head, >, 0);
1934                 }
1935                 blkoff = off;
1936         }
1937         /* zero out any partial block data at the start of the range */
1938         if (head) {
1939                 ASSERT3U(blkoff + head, ==, blksz);
1940                 if (len < head)
1941                         head = len;
1942                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off),
1943                     TRUE, FALSE, FTAG, &db) == 0) {
1944                         caddr_t data;
1945
1946                         /* don't dirty if it isn't on disk and isn't dirty */
1947                         if (db->db_last_dirty ||
1948                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1949                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1950                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1951                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1952                                 data = db->db.db_data;
1953                                 bzero(data + blkoff, head);
1954                         }
1955                         dbuf_rele(db, FTAG);
1956                 }
1957                 off += head;
1958                 len -= head;
1959         }
1960
1961         /* If the range was less than one block, we're done */
1962         if (len == 0)
1963                 goto out;
1964
1965         /* If the remaining range is past end of file, we're done */
1966         if ((off >> blkshift) > dn->dn_maxblkid)
1967                 goto out;
1968
1969         ASSERT(ISP2(blksz));
1970         if (trunc)
1971                 tail = 0;
1972         else
1973                 tail = P2PHASE(len, blksz);
1974
1975         ASSERT0(P2PHASE(off, blksz));
1976         /* zero out any partial block data at the end of the range */
1977         if (tail) {
1978                 if (len < tail)
1979                         tail = len;
1980                 if (dbuf_hold_impl(dn, 0, dbuf_whichblock(dn, 0, off+len),
1981                     TRUE, FALSE, FTAG, &db) == 0) {
1982                         /* don't dirty if not on disk and not dirty */
1983                         if (db->db_last_dirty ||
1984                             (db->db_blkptr && !BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
1985                                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
1986                                 dmu_buf_will_dirty(&db->db, tx);
1987                                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_WRITER);
1988                                 bzero(db->db.db_data, tail);
1989                         }
1990                         dbuf_rele(db, FTAG);
1991                 }
1992                 len -= tail;
1993         }
1994
1995         /* If the range did not include a full block, we are done */
1996         if (len == 0)
1997                 goto out;
1998
1999         ASSERT(IS_P2ALIGNED(off, blksz));
2000         ASSERT(trunc || IS_P2ALIGNED(len, blksz));
2001         blkid = off >> blkshift;
2002         nblks = len >> blkshift;
2003         if (trunc)
2004                 nblks += 1;
2005
2006         /*
2007          * Dirty all the indirect blocks in this range.  Note that only
2008          * the first and last indirect blocks can actually be written
2009          * (if they were partially freed) -- they must be dirtied, even if
2010          * they do not exist on disk yet.  The interior blocks will
2011          * be freed by free_children(), so they will not actually be written.
2012          * Even though these interior blocks will not be written, we
2013          * dirty them for two reasons:
2014          *
2015          *  - It ensures that the indirect blocks remain in memory until
2016          *    syncing context.  (They have already been prefetched by
2017          *    dmu_tx_hold_free(), so we don't have to worry about reading
2018          *    them serially here.)
2019          *
2020          *  - The dirty space accounting will put pressure on the txg sync
2021          *    mechanism to begin syncing, and to delay transactions if there
2022          *    is a large amount of freeing.  Even though these indirect
2023          *    blocks will not be written, we could need to write the same
2024          *    amount of space if we copy the freed BPs into deadlists.
2025          */
2026         if (dn->dn_nlevels > 1) {
2027                 uint64_t first, last;
2028
2029                 first = blkid >> epbs;
2030                 dnode_dirty_l1(dn, first, tx);
2031                 if (trunc)
2032                         last = dn->dn_maxblkid >> epbs;
2033                 else
2034                         last = (blkid + nblks - 1) >> epbs;
2035                 if (last != first)
2036                         dnode_dirty_l1(dn, last, tx);
2037
2038                 int shift = dn->dn_datablkshift + dn->dn_indblkshift -
2039                     SPA_BLKPTRSHIFT;
2040                 for (uint64_t i = first + 1; i < last; i++) {
2041                         /*
2042                          * Set i to the blockid of the next non-hole
2043                          * level-1 indirect block at or after i.  Note
2044                          * that dnode_next_offset() operates in terms of
2045                          * level-0-equivalent bytes.
2046                          */
2047                         uint64_t ibyte = i << shift;
2048                         int err = dnode_next_offset(dn, DNODE_FIND_HAVELOCK,
2049                             &ibyte, 2, 1, 0);
2050                         i = ibyte >> shift;
2051                         if (i >= last)
2052                                 break;
2053
2054                         /*
2055                          * Normally we should not see an error, either
2056                          * from dnode_next_offset() or dbuf_hold_level()
2057                          * (except for ESRCH from dnode_next_offset).
2058                          * If there is an i/o error, then when we read
2059                          * this block in syncing context, it will use
2060                          * ZIO_FLAG_MUSTSUCCEED, and thus hang/panic according
2061                          * to the "failmode" property.  dnode_next_offset()
2062                          * doesn't have a flag to indicate MUSTSUCCEED.
2063                          */
2064                         if (err != 0)
2065                                 break;
2066
2067                         dnode_dirty_l1(dn, i, tx);
2068                 }
2069         }
2070
2071 done:
2072         /*
2073          * Add this range to the dnode range list.
2074          * We will finish up this free operation in the syncing phase.
2075          */
2076         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2077         {
2078         int txgoff = tx->tx_txg & TXG_MASK;
2079         if (dn->dn_free_ranges[txgoff] == NULL) {
2080                 dn->dn_free_ranges[txgoff] = range_tree_create(NULL, NULL);
2081         }
2082         range_tree_clear(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2083         range_tree_add(dn->dn_free_ranges[txgoff], blkid, nblks);
2084         }
2085         dprintf_dnode(dn, "blkid=%llu nblks=%llu txg=%llu\n",
2086             blkid, nblks, tx->tx_txg);
2087         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2088
2089         dbuf_free_range(dn, blkid, blkid + nblks - 1, tx);
2090         dnode_setdirty(dn, tx);
2091 out:
2092
2093         rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2094 }
2095
2096 static boolean_t
2097 dnode_spill_freed(dnode_t *dn)
2098 {
2099         int i;
2100
2101         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2102         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2103                 if (dn->dn_rm_spillblk[i] == DN_KILL_SPILLBLK)
2104                         break;
2105         }
2106         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2107         return (i < TXG_SIZE);
2108 }
2109
2110 /* return TRUE if this blkid was freed in a recent txg, or FALSE if it wasn't */
2111 uint64_t
2112 dnode_block_freed(dnode_t *dn, uint64_t blkid)
2113 {
2114         void *dp = spa_get_dsl(dn->dn_objset->os_spa);
2115         int i;
2116
2117         if (blkid == DMU_BONUS_BLKID)
2118                 return (FALSE);
2119
2120         /*
2121          * If we're in the process of opening the pool, dp will not be
2122          * set yet, but there shouldn't be anything dirty.
2123          */
2124         if (dp == NULL)
2125                 return (FALSE);
2126
2127         if (dn->dn_free_txg)
2128                 return (TRUE);
2129
2130         if (blkid == DMU_SPILL_BLKID)
2131                 return (dnode_spill_freed(dn));
2132
2133         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2134         for (i = 0; i < TXG_SIZE; i++) {
2135                 if (dn->dn_free_ranges[i] != NULL &&
2136                     range_tree_contains(dn->dn_free_ranges[i], blkid, 1))
2137                         break;
2138         }
2139         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2140         return (i < TXG_SIZE);
2141 }
2142
2143 /* call from syncing context when we actually write/free space for this dnode */
2144 void
2145 dnode_diduse_space(dnode_t *dn, int64_t delta)
2146 {
2147         uint64_t space;
2148         dprintf_dnode(dn, "dn=%p dnp=%p used=%llu delta=%lld\n",
2149             dn, dn->dn_phys,
2150             (u_longlong_t)dn->dn_phys->dn_used,
2151             (longlong_t)delta);
2152
2153         mutex_enter(&dn->dn_mtx);
2154         space = DN_USED_BYTES(dn->dn_phys);
2155         if (delta > 0) {
2156                 ASSERT3U(space + delta, >=, space); /* no overflow */
2157         } else {
2158                 ASSERT3U(space, >=, -delta); /* no underflow */
2159         }
2160         space += delta;
2161         if (spa_version(dn->dn_objset->os_spa) < SPA_VERSION_DNODE_BYTES) {
2162                 ASSERT((dn->dn_phys->dn_flags & DNODE_FLAG_USED_BYTES) == 0);
2163                 ASSERT0(P2PHASE(space, 1<<DEV_BSHIFT));
2164                 dn->dn_phys->dn_used = space >> DEV_BSHIFT;
2165         } else {
2166                 dn->dn_phys->dn_used = space;
2167                 dn->dn_phys->dn_flags |= DNODE_FLAG_USED_BYTES;
2168         }
2169         mutex_exit(&dn->dn_mtx);
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Scans a block at the indicated "level" looking for a hole or data,
2174  * depending on 'flags'.
2175  *
2176  * If level > 0, then we are scanning an indirect block looking at its
2177  * pointers.  If level == 0, then we are looking at a block of dnodes.
2178  *
2179  * If we don't find what we are looking for in the block, we return ESRCH.
2180  * Otherwise, return with *offset pointing to the beginning (if searching
2181  * forwards) or end (if searching backwards) of the range covered by the
2182  * block pointer we matched on (or dnode).
2183  *
2184  * The basic search algorithm used below by dnode_next_offset() is to
2185  * use this function to search up the block tree (widen the search) until
2186  * we find something (i.e., we don't return ESRCH) and then search back
2187  * down the tree (narrow the search) until we reach our original search
2188  * level.
2189  */
2190 static int
2191 dnode_next_offset_level(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2192     int lvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2193 {
2194         dmu_buf_impl_t *db = NULL;
2195         void *data = NULL;
2196         uint64_t epbs = dn->dn_phys->dn_indblkshift - SPA_BLKPTRSHIFT;
2197         uint64_t epb = 1ULL << epbs;
2198         uint64_t minfill, maxfill;
2199         boolean_t hole;
2200         int i, inc, error, span;
2201
2202         hole = ((flags & DNODE_FIND_HOLE) != 0);
2203         inc = (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS) ? -1 : 1;
2204         ASSERT(txg == 0 || !hole);
2205
2206         if (lvl == dn->dn_phys->dn_nlevels) {
2207                 error = 0;
2208                 epb = dn->dn_phys->dn_nblkptr;
2209                 data = dn->dn_phys->dn_blkptr;
2210         } else {
2211                 uint64_t blkid = dbuf_whichblock(dn, lvl, *offset);
2212                 error = dbuf_hold_impl(dn, lvl, blkid, TRUE, FALSE, FTAG, &db);
2213                 if (error) {
2214                         if (error != ENOENT)
2215                                 return (error);
2216                         if (hole)
2217                                 return (0);
2218                         /*
2219                          * This can only happen when we are searching up
2220                          * the block tree for data.  We don't really need to
2221                          * adjust the offset, as we will just end up looking
2222                          * at the pointer to this block in its parent, and its
2223                          * going to be unallocated, so we will skip over it.
2224                          */
2225                         return (SET_ERROR(ESRCH));
2226                 }
2227                 error = dbuf_read(db, NULL,
2228                     DB_RF_CANFAIL | DB_RF_HAVESTRUCT | DB_RF_NO_DECRYPT);
2229                 if (error) {
2230                         dbuf_rele(db, FTAG);
2231                         return (error);
2232                 }
2233                 data = db->db.db_data;
2234         }
2235
2236
2237         if (db != NULL && txg != 0 && (db->db_blkptr == NULL ||
2238             db->db_blkptr->blk_birth <= txg ||
2239             BP_IS_HOLE(db->db_blkptr))) {
2240                 /*
2241                  * This can only happen when we are searching up the tree
2242                  * and these conditions mean that we need to keep climbing.
2243                  */
2244                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2245         } else if (lvl == 0) {
2246                 dnode_phys_t *dnp = data;
2247
2248                 ASSERT(dn->dn_type == DMU_OT_DNODE);
2249                 ASSERT(!(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS));
2250
2251                 for (i = (*offset >> DNODE_SHIFT) & (blkfill - 1);
2252                     i < blkfill; i += dnp[i].dn_extra_slots + 1) {
2253                         if ((dnp[i].dn_type == DMU_OT_NONE) == hole)
2254                                 break;
2255                 }
2256
2257                 if (i == blkfill)
2258                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2259
2260                 *offset = (*offset & ~(DNODE_BLOCK_SIZE - 1)) +
2261                     (i << DNODE_SHIFT);
2262         } else {
2263                 blkptr_t *bp = data;
2264                 uint64_t start = *offset;
2265                 span = (lvl - 1) * epbs + dn->dn_datablkshift;
2266                 minfill = 0;
2267                 maxfill = blkfill << ((lvl - 1) * epbs);
2268
2269                 if (hole)
2270                         maxfill--;
2271                 else
2272                         minfill++;
2273
2274                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2275                         /* This only happens on the highest indirection level */
2276                         ASSERT3U((lvl - 1), ==, dn->dn_phys->dn_nlevels - 1);
2277                         *offset = 0;
2278                 } else {
2279                         *offset = *offset >> span;
2280                 }
2281
2282                 for (i = BF64_GET(*offset, 0, epbs);
2283                     i >= 0 && i < epb; i += inc) {
2284                         if (BP_GET_FILL(&bp[i]) >= minfill &&
2285                             BP_GET_FILL(&bp[i]) <= maxfill &&
2286                             (hole || bp[i].blk_birth > txg))
2287                                 break;
2288                         if (inc > 0 || *offset > 0)
2289                                 *offset += inc;
2290                 }
2291
2292                 if (span >= 8 * sizeof (*offset)) {
2293                         *offset = start;
2294                 } else {
2295                         *offset = *offset << span;
2296                 }
2297
2298                 if (inc < 0) {
2299                         /* traversing backwards; position offset at the end */
2300                         ASSERT3U(*offset, <=, start);
2301                         *offset = MIN(*offset + (1ULL << span) - 1, start);
2302                 } else if (*offset < start) {
2303                         *offset = start;
2304                 }
2305                 if (i < 0 || i >= epb)
2306                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2307         }
2308
2309         if (db)
2310                 dbuf_rele(db, FTAG);
2311
2312         return (error);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Find the next hole, data, or sparse region at or after *offset.
2317  * The value 'blkfill' tells us how many items we expect to find
2318  * in an L0 data block; this value is 1 for normal objects,
2319  * DNODES_PER_BLOCK for the meta dnode, and some fraction of
2320  * DNODES_PER_BLOCK when searching for sparse regions thereof.
2321  *
2322  * Examples:
2323  *
2324  * dnode_next_offset(dn, flags, offset, 1, 1, 0);
2325  *      Finds the next/previous hole/data in a file.
2326  *      Used in dmu_offset_next().
2327  *
2328  * dnode_next_offset(mdn, flags, offset, 0, DNODES_PER_BLOCK, txg);
2329  *      Finds the next free/allocated dnode an objset's meta-dnode.
2330  *      Only finds objects that have new contents since txg (ie.
2331  *      bonus buffer changes and content removal are ignored).
2332  *      Used in dmu_object_next().
2333  *
2334  * dnode_next_offset(mdn, DNODE_FIND_HOLE, offset, 2, DNODES_PER_BLOCK >> 2, 0);
2335  *      Finds the next L2 meta-dnode bp that's at most 1/4 full.
2336  *      Used in dmu_object_alloc().
2337  */
2338 int
2339 dnode_next_offset(dnode_t *dn, int flags, uint64_t *offset,
2340     int minlvl, uint64_t blkfill, uint64_t txg)
2341 {
2342         uint64_t initial_offset = *offset;
2343         int lvl, maxlvl;
2344         int error = 0;
2345
2346         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2347                 rw_enter(&dn->dn_struct_rwlock, RW_READER);
2348
2349         if (dn->dn_phys->dn_nlevels == 0) {
2350                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2351                 goto out;
2352         }
2353
2354         if (dn->dn_datablkshift == 0) {
2355                 if (*offset < dn->dn_datablksz) {
2356                         if (flags & DNODE_FIND_HOLE)
2357                                 *offset = dn->dn_datablksz;
2358                 } else {
2359                         error = SET_ERROR(ESRCH);
2360                 }
2361                 goto out;
2362         }
2363
2364         maxlvl = dn->dn_phys->dn_nlevels;
2365
2366         for (lvl = minlvl; lvl <= maxlvl; lvl++) {
2367                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2368                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2369                 if (error != ESRCH)
2370                         break;
2371         }
2372
2373         while (error == 0 && --lvl >= minlvl) {
2374                 error = dnode_next_offset_level(dn,
2375                     flags, offset, lvl, blkfill, txg);
2376         }
2377
2378         /*
2379          * There's always a "virtual hole" at the end of the object, even
2380          * if all BP's which physically exist are non-holes.
2381          */
2382         if ((flags & DNODE_FIND_HOLE) && error == ESRCH && txg == 0 &&
2383             minlvl == 1 && blkfill == 1 && !(flags & DNODE_FIND_BACKWARDS)) {
2384                 error = 0;
2385         }
2386
2387         if (error == 0 && (flags & DNODE_FIND_BACKWARDS ?
2388             initial_offset < *offset : initial_offset > *offset))
2389                 error = SET_ERROR(ESRCH);
2390 out:
2391         if (!(flags & DNODE_FIND_HAVELOCK))
2392                 rw_exit(&dn->dn_struct_rwlock);
2393
2394         return (error);
2395 }